北师大版九年级年级全一册13.1电能和电功同步练习（有解析）

北师大版九年级年级全一册 13.1 电能和电功 同步练习
一、单选题
1．如图所示的用电器工作时主要将电能转化为机械能的是（　　）
A．台灯
B．电视机
C．洗衣机
D．电饭锅
2．下列选项中不能表示能量单位的是（　　）
A．焦耳 B．瓦特 C．度 D．千瓦时
3．如图所示为小琴做的小小电动机。矩形线圈的左端引线漆皮被全部刮掉，右端引线漆皮只刮掉了上半周，小小电动机由两节干电池供电。线圈快速稳定转动过程中，线圈受到磁场的作用力时，线圈中的电流为0.67 A，则线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约为（　　）
A．150 J B．120 J C．90J D．60J
4．充电宝内部主要部件是锂电池，充电宝铭牌上标注了锂电池的电压和容量，民航局规定严禁携带额定能量超过160W·h的充电宝乘机，则电压为3.7V、容量为下列数值的充电宝可以带上飞机的是（　　）
A．10000mA·h B．40000mA·h C．50A·h D．30A·h
5．对下列物理量数值的估计，最接近实际的是（　　）
A．教室内一盏日光灯正常工作时的电流约为1A
B．电饭煲的发热电阻约为55Ω
C．电视机工作一小时消耗的电能约为1kW·h
D．对人体的安全电压为36V
6． 测量物理量的大小要用到测量工具和仪表。使用如图所示的仪表可以直接（　　）
A．辨别零线和火线 B．检验物体是否带电
C．测量消耗的电能 D．测量消耗的电功率
7．如图是小王家的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．电能表的读数为56378kW·h
B．这个电能表正常工作的电压为380V
C．这个电能表要在20A的电流下才能正常工作
D．小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次
8．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电热水壶 B．电视机 C．电风扇 D．电冰箱
9．德国物理学家欧姆通过研究得出了著名的欧姆定律。为纪念其重要贡献，将其名字作为单位的物理量是（　　）
A．电阻 B．电流 C．电压 D．电功
10．给电动自行车充电时，电动自行车的电池相当于（　　）
A．导线 B．开关 C．用电器 D．电源
11．如图所示的电能表，下列说法正确的是（　　）
A．该表是测量电功率的仪表
B．该表允许通过的最大电流为10A
C．图中电能表的示数为1242.8J
D．电路中的总功率越大，电能表的表盘转得越快
12．如图所示，是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息（其中imp表示指示灯闪烁次数），下列选项中正确的是（　　）
A．小英家上个月消耗的电能为1011kW·h
B．电能表上指示灯闪烁次数越多，说明电路中消耗电能越多
C．电能表上指示灯闪烁320次，表示家庭电路消耗电能0.2J
D．小英家家庭电路中的干路电流不得超过10A
二、填空题
13．为提倡节能环保，近几年我市引进大量新能源电动公交车。若充电过程中充电电流为100A，充电电压为380V，则为新能源电动公交车充电2h消耗的电能为____kW·h。
14．如图所示的是小亮家的电能表，其示数为_______kW·h。每消耗lkW·h电能，电能表的指示灯闪烁800次，小亮关闭家中其它用电器，让家中的电饭锅单独工作，观察到电饭锅工作10min指示灯闪烁80次，则电饭锅消耗电能为______ 。
15．小强关闭家中其他用电器，只用一个电水壶烧水，使质量为lkg、初温为20℃的水被烧开（1个标准大气压下），用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r。则水吸收的热量是______J，电水壶的实际电功率为______W，电水壶的效率是______（保留整数）。[水的比热容为4.2103J/（kg·℃）]
16．家庭中使用的电灯、电冰箱等用电器的正常工作电压为______V；某小区居民在参加“地球一小时”活动中，自觉将总功率为2000瓦的用电器停止工作1小时，可节约用电_____千瓦 时。
三、综合题
17．如图甲：电动共享自行车已成为大众化的一种交通工具，下表乙是某品牌电动共享自行车的技术参数。
(1) 骑车前行时，若以该车为参照物，路旁的树木是______ （选填“运动”或“静止”）的。
(2) 已知小雨的质量是50kg，图丙是电动自行车行驶速度与时间的图象。当车匀速行驶时，摩擦力是人与车总重力的0.02倍，求6-16min时段内牽引力做了多少功 ( )
(3) 若6-16min时段内电动自行车正常工作，求此过程电动车的效率是多少 ( )
18．阅读材料，回答问题
氢燃料电池车
氢燃料电池车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板，经过铂的催化，氢原子中的电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池的阴极板，而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子只能经外部电路，到达燃料电池的阴极板从而在外电路中产生电流，电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子结合为水。由于供给l极板的氧原子可以在空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢气，给阴极板供应空气，并及时把水（水蒸气）带走，就可以不断地提供电能，经逆变器、控制器等装置供给电动机，再通过传动系统、驱动桥等带动车轮转动，就可使车辆在路上行驶，与传统汽车相比氢燃料电池车的能量转化效率高达，为内燃机的倍，燃料电池的燃料是氩气，生成物是清洁的水，因此，氢燃料电池丰是真正意义上的零排放、零污染的车。
（1）氢燃料电池车的优点是①______；②______。
（2）燃料电池中的阴极板相当于电池的______（选填“正极”或“负极”），从氢原子分离的电子在外电路中定向运动的方向和电路中电流的方向______（选填“相同”或“相反”）。
（3）现有一辆电动汽车，其电池的规格为充满电后其储存的电能为______J。若这些能量用转换效率为60%的燃料电池提供，对比能量转换效率为30%的柴油发电机，可节约______J的能量。
19．为提高垃圾分类效率，小科设计了如图甲所示的垃圾分类机器人。它捡起垃圾时，会快速从垃圾上取出标准规格的样品。通过机械手上的探针检测样品的电阻大小来识别垃圾的类别，并投入相应的垃圾桶。该机器人检测电路如图乙所示。各类垃圾样品的电阻参考值如下表。
样品电阻值/Ω 垃圾类别
小于10 金属
10﹣30 餐厨
大于30 其他
(1)机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像来识别垃圾桶。下列物体成像原理与其相同的是______。
A．平面镜 B．照相机 C．放大镜 D．眼球
(2)机器人从某块垃圾上取样检测时。检测电路电压表读数为1伏，检测时间为0.1秒。
①通过计算说明应将该垃圾放入图丙中哪个垃圾桶。______
②该次检测电阻过程中，检测电路消耗的电能为多少？______
(3)机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后再水平移动3米，放入相应的垃圾桶。该过程中机器人至少对垃圾做了多少功？______
20．实验室有若干个规格相同的LED灯，这种灯的发光颜色与其两端电压之间的关系如下表所示。小华取其中一个LED灯，与一个200Ω的定值电阻R1串联，接在电压恒为6V的电源上，如图所示。闭合开关，LED灯发光，电压表示数为3V。求：
LED灯两端电压/V 1.9~2.0 3.0~3.3
LED灯发光颜色 红 蓝
（1）此时，通过电阻R1的电流是多少？( )
（2）结合图表可知：电路中的LED灯发出_____色的光；
（3）工作100s，LED灯消耗的电能是多少？( )
（4）若R1损坏，请你利用题目所述的其它器材，设计一个让该规格的LED灯发出蓝光的方法（可用文字或作图说明）。( )
21．阅读《手机电池和手机充电器》回答问题
手机电池和手机充电器
手机电池由三部分组成:电芯、保护电路和外壳。当前手机电池一律为锂离子电池(不规范的场合下常常简称锂电池)，正极材料为钴酸锂。标准放电电压3.7V，充电截止电压4.2V，放电截止电压2. 75V，电池容量的单位是Wh(瓦时)，也可以用Ah (安时)或mAh (毫安时)来替代。
目前已经越来越多手机采用了4000mAh及以上的电池容量，华为的Mate 20系列的Mate 20 X采用的是5000mAh的电池，即将推出的折叠屏华为Mate X采用4500mAh，荣耀Note10同样拥有5000mAh的电池容量。
手机充电器又名：移动电源、充电宝，其实都是由一个稳定电源(主要是稳压电源、提供稳定工作电压和足够的电流)加上必要的恒流、限压、限时等控制电路构成。
国内的民用额定电压为220V，是不能够直接给手机充电的，手机座充的用处就是将220V的高压脉冲转换为5V的低压脉冲，再经过一个整流、稳压电路，变成5V稳定的直流电。也就是说，手机的充电底座起到一个从高压交流电变为低压直流的作用。
手机常用锂离子(li-ion)电池的充电器采用的是恒流限压充电制，比如500mAh电池采用250mA充电大约两小时达到4.2V后再恒压充电。
锂离子电池的充电过程分为两个步骤：先是恒流充电，其电流恒定，电压不断升高，当电压充到4.2V的时候自动转换为恒压充电，在恒压充电时电压恒定，电流是越来越小的直到充电电流小于预先设定值为止，所以有人用直充对手机电池进行充电的时候明明电量显示已经满格了，可是还是显示正在充电，其实这个时候的电压已经达到了4.2V所以电量显示为满格，那时就是在进行恒压充电过程，那么有人也许会问，为什么要进行恒压充电呢，直接用恒流充到4.2V不就行了吗，其实很容易解释，因为每一个电池都有一定的内阻，当用恒流进行充电到4. 2V的时候，如果电流很大那么在内阻上消耗的电压也就很大，所以要用恒压充电过程，把充电的电流慢慢降下来，这样电池的实际电压就很接近4.2V。
(1)根据本文所述，手机的充电底座作用是______________。
(2)若手机的待机电流是10mA，500mAh的电池可以使手机待机_________h.
(3)若手机工作时按电池的标准电压工作，工作电流是300mA，则工作10h消耗的电能是__________kW h.
(4)根据文中提供的信息，简述锂离子电池的充电过程若采用恒流充电为什么实际电池电压达不到4.2V ____
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．台灯工作时将电能转化为内能和光能，故A不符合题意；
B．电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，故B不符合题意；
C．洗衣机是把电能转化为机械能的装置，故C符合题意；
D．电饭锅是把电能转化为内能的装置，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
A．焦耳是功和各种能量的基本单位，故A不符合题意；
B．瓦特是功率的基本单位，故B符合题意；
CD．1度=1千瓦时=3.6×106焦，所以度和千瓦时也是电能的单位，故C、D不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
线圈快速稳定转动1 min内电路消耗的电能约
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
4．ABD
【详解】
由题意知，允许带上飞机的充电宝的最大容器
而
10000mA·h=10A·h，40000mA·h=40A·h
故ABD符合题意，C不符合题意。
故选ABD。
5．B
【详解】
A．教室内一盏日光灯正常工作时的电流约为0.1A，故A不符合题意；
B．电饭煲的加热功率约为880W，发热电阻为
=55Ω
故B符合题意；
C．电视机正常工作的功率约为150W，正常工作一小时消耗的电能约为
W=Pt=0.15kW×1h=0.15kW·h
故C不符合题意；
D．对人体的安全电压是不高于36V，故D不符合题意。
故选B。
6．C
【详解】
图中的测量仪表是电能表，是直接测量消耗电能的仪表，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
7．D
【详解】
A．由图可知，电能表的读数为5637.8kW·h，故A错误；
B．这个电能表正常工作的电压为220V，故B错误；
C．该电能表的最大电流是20A，即通过电能表的电流不能超过20A，故C错误；
D．1600imp/(kW·h)表示的是电路中每消耗1kW·h的电能，电能表指示灯闪烁1600次，所以小王家用电器每消耗1度电，电能表指示灯闪烁1600次，故D正确。
故选D。
8．A
【详解】
A．电热水壶工作时主要将电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故A符合题意；
B．电视机工作时主要将电能转化为光能与声能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；
C．电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；
D．电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。
故选A。
9．A
【详解】
A．电阻的单位是欧姆，用符号Ω表示，故A符合题意；
B．电流的单位是安培，用符号A表示，故B不符合题意；
C．电压的单位是伏特，用符号V表示，故C不符合题意；
D．电功的单位是焦耳，用符号J表示，故D不符合题意。
故选A。
10．C
【详解】
给电动自行车充电时，消耗了电能，获得了化学能，因此电动车的电池相当于用电器，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
11．D
【详解】
A．由图中可知，该表是电能表，是测量电路消耗的电能多少的仪器，故A错误；
B．由表中信息可知，该表允许通过的最大电流为40A，故B错误；
C．因电能表的单位为kW h，故由图中可知，该电能表的示数为1242.8kW h，故C错误；
D．电路中的总功率越大，单位时间内电路消耗的电能越多，则电能表的表盘转动得越快，故D正确。
故选D。
12．B
【详解】
A．电能表的读数：数字方框中最后一位是小数，单位是kW·h，由此可知，上月末电能表示数为5647.8kW·h，上月初电能表示数为5546.7kW·h；则上个月小英家消耗的电能为
W＝5647.8kW·h﹣5546.7kW·h＝101.1kW·h
故A错误；
B．电能表上字样1600imp/(kW·h)，它表示电路中用电器每消耗1kW·h电能，电能表的指示灯闪烁1600次。电能表上指示灯闪烁的次数越多，说明电路中消耗的电能越多，故B正确；
C． 电能表上指示灯闪烁320次，用电器消耗的电能
故C错误；
D．10（40）A：表示电能表的标定电流是10A，电能表的额定最大电流是40A，故小英家家庭电路中的干路电流不得超过40A，故D错误。
故选B。
13．76
【详解】
若充电过程中充电电流为100A，充电电压为380V，则充电功率为
充电2h消耗的电能为
14． 4029.3 0.1kW·h
【详解】
[1]电能表的读数：最后一位是小数，单位kW·h，由图可知，电能表的示数是4029.3kW·h。
[2]电饭锅消耗电能
15． 1200 93 %
【详解】
[1]水吸收的热量是
[2]用时5min，如图所示的电能表刚好转过300r，消耗的电能为
电水壶的实际电功率为
[3]电水壶的效率是
16． 220 2
【详解】
[1]家庭电路电压为220V，由于家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响，即家庭电路中的电冰箱与电灯之间的连接方式为并联，所以它们正常工作电压为220V。
[2]由于用电器正常发光时的功率P=2000W，所以，若停止工作1h，则可以节约电能
W=Pt=2000W×1h=2 kW×1h= 2kW h
17． 运动 72000J 40%
本题考查的知识点是：
(1)运动和静止的相对性；
(2)功的计算W=Fs；
(3)效率的计算η=。
【详解】
(1)[1]骑车前行时，若以该车为参照物，路旁的树木是运动的。
(2)[2]当车匀速行驶时，受力平衡，即受到的牵引力和摩擦力相等
F=f=0.02G总=0.02×（50kg+50kg）×10N/kg=20N
由图乙知，6-16min时段内自行车行驶的路程为
s=vt=6m/s×10×60s=3600m
牽引力做的功为
W=Fs=20N×3600m=72000J
(3)[3]6-16min时段内电动自行车正常工作消耗的电能为
W总=Pt=300W×10×60s=180000J
电动车的效率为
η===40%
18． 零污染 燃料转化效率高 正极 相反 6.48×107 1.08×108
【详解】
（1）[1][2]根据文中信息可知，与传统汽车相比，氢燃料电池车的能量转化效率高达，为内燃机的倍，燃料电池的燃料是氩气，生成物是清洁的水，因此，氢燃料电池车是真正意义上的零排放、零污染的车，所以优点有零污染，燃料转化效率高。
（2）[3]根据文中信息可知，电子经外部电路到达燃料电池的阴极板，从而在外电路中产生电流，由于电流方向与电子定向移动方向相反，所以阴极板为电源正极。
[4]电流是由电荷的定向移动形成的，物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动的方向与电流的方向相反，外电路的电流是由自由电子的定向移动形成的，自由电子带负电，因此自由电子移动的方向与电路中电流的方向相反。
（3）[5]电动汽车的电池充满电后储存的电能为
[6]需要燃料提供的能量为
需要柴油提供的能量为
节约的能量为
19． BD 第一个垃圾桶 0.015J 0.7J
【详解】
(1)[1]机器人通过摄像头获得二维码倒立、缩小的像，其应用与照相机的成像原理和人的眼睛的成像原理相同，故AC不符合题意，BD符合题意。
故选BD。
(2)[2]由图可知，样品两端的电压为
电路中的电流为
根据欧姆定律可知，样品的电阻为
根据表格中的数据可知，垃圾的类别为金属，需要放入第一个垃圾桶中。
[3]该次检测电阻过程中。检测电路消耗的电能为
W＝UIt＝1.5V×0.1A×0.1s＝0.015J
(3)[4]机器人将重1牛的垃圾举高70厘米后所做的功为
W1＝Gh＝1N×0.7m＝0.7J
水平移动3米的过程中，力的方向是竖直向上的，移动的距离在水平方向上，所以机器人不做功，故所做的总功为W1＝0.7J。
20． 0.015A 蓝 4.5J 将两个LED灯串联在电路中
【详解】
（1）[1]由电路图知，定值电阻R1与LED灯串联连接，电压表测R1两端的电压。电压表的示数为3V时，通过R1的电流
（2）[2]此时LED灯两端的电压
U2=U-U1=6V-3V=3V
由表格知，LED灯发出蓝光。
（3）[3]工作100s，LED灯消耗的电能
W=U2It=3V×0.015A×100s=4.5J
（4）[4]由表格数据知，LED灯两端的电压为3.0V~3.3V时，发出蓝光。将两个相同规格的LED灯及开关串联连接在电源电压为6V的电路中，闭合开关，则每个LED灯两端的电压都为3V，LED灯发出蓝光。
21． 详见解析 50 0.0111 详见解析
【详解】
(1)[1]手机的充电底座起到一个从高压交流电变为低压直流的作用；
(2)[2]手机的待机电流是10mA，500mAh的电池可以使手机待机的时间
t==50h；
(3)[3]手机标准放电电压3.7V，工作10h消耗的电能
W=UIt=3.7×0.3×10-3kW×10h=0.0111 kW h；
(4)[4]当用恒流进行充电到4. 2V的时候，采用恒流充电，在内阻上消耗的电压也就很大，实际电池电压达不到4.2V。
答案第1页，共2页
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