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．中国力争在2030年前实现“碳达峰”。为了践行绿色低碳发展，我市推行纯电动汽车（如图）。汽车蓄电池充电过程中将（　　）
A．机械能转化为电能 B．电能转化为机械能
C．电能转化为化学能 D．化学能转化为电能
2．下列物理量最接近实际的是（　　）
A．人体的正常体温约42℃
B．一个中国家庭平均一个月正常用电量为10度
C．台灯正常工作时的电流为0.1A
D．我国动力电路的电压为220V
3．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
4．如图所示分别是小英家上月初和上月末电能表的示数。结合表盘上的信息可知，下列选项中正确的是（　　）
A．此电能表接在电源为36V电路中也能正常工作
B．小英家上个月消耗的电能为1011kW h
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．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
5．小华家这个月电能表的示数如图所示，下列读数中正确的是（　　）
A．62862 kW·h B．62862 J C．6286.2 kW·h D．6286.2 J
6．小萌随父母去豫西抗日根据地一一“方山寨”，进行红色研学之旅。需要提前给移动充电宝进行充电，充电宝容量为，充电电压为3.7V，充电时剩余电量为0。于是她关闭家中其它用电器，并观察到家里电能表如图所示，要给充电宝充满电，电能表的转盘将转过（　　）
A．222转 B．1000转 C．799转 D．360转
7．对于我们所学的电学知识，下列说法正确的是（　　）
A．电风扇工作时只将电能转化为机械能
B．通过导体的电流跟电压成正比
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作表明它们是并联的
D．电流的方向是从电源的负极经过导线、用电器到电源的正极
8．电能表的表盘如图所示，关于电能表下列说法正确的是（　　）
A．电能表是直接测量电功率的仪表
B．“10（20）A”是说这个电能表的额定最大电流是10A
C．表上数据显示该电能表累计消耗电能1215.0度
D．“600r/(kW·h)”表示接在此表上的用电器每消耗1kW·h的电能，表上的转盘转过600转
9．电能表在电路中测量的是（　　）
A．电流 B．电压 C．电功 D．电阻
10．下列用电器中，哪一个不是利用电流的热效应工作的（　　）
A．电暖炉 B．电饭锅
C．电热水壶 D．电动自行车
11．把瘪了的乒乓球放在热水中（如图），它自己慢慢地复原了。其奥秘是乒乓球内的空气受热后体积增大，把瘪了的部分“顶”了起来。下列测量器材的工作原理与其类似的是（　　）
A．温度计 B．电压表 C．电流表 D．电能表
12．下列生活实例中，不属于节约用电的是（　　）
A．电视机不用时切断电源 B．离开教室随手关灯
C．关闭电脑时显示器处于待机状态 D．尽量减少开启冰箱门的次数和时间
二、填空题
13．电动自行车越来越受到人们的背睐。电动车使用前要先对车上的蓄电池充电，将电能转化为 _____能；骑车时，电动机对车提供动力，是电能转化为 _____能。
14．如图所示的电能表的示数为______kW·h。
15．如图所示是一辆新能源电动汽车正在充电，充电过程中电动汽车的电池相当于电路中的______；充电完成后，电动汽车在行驶过程中将电能主要转化为______能。
16．小瑄常用手给奶奶搓背和用热水给奶奶泡脚，都能使奶奶的身体感到暖和。搓背是通过_____的方式改变内能的，实质是能的_____；泡脚是通过_____的方式改变内能的，实质是能的_____，用电水壶烧水的过程中，能量转化的方式是_____。
三、综合题
17．和谐社会，关爱老人。老年电动车是老年人户外出行是代步的理想车辆，其性能相对稳定，车速较慢，运用电力无需加油，故又称环保老年车。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一款老人电动车，沿着水平笔直的道路匀速行驶，在0.5h内，电动行驶了2.5km。车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A。
(1)使用前，对车上的蓄电池充电，能量的转化是______________________ ；电动自行车在电动骑行启动时，能量的转化是：____________________、___________________________；
(2)若该车和人共重2000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为1.6×10–2m2，那么车对地面的压强p=__________Pa；
(3)若车和人在行驶过程中所受阻力为40N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为W=__________J；
(4)在0.5h内该车消耗的电能W电=___________J，电能转化为机械能的机械效率η= ______ %。
18．如图为快递界的智能分拣机器人——“小黄人”，它工作时能通过“看”地面上粘贴的二维码给自己定位和认路。当派件员将快件放在托盘上，“小黄人”会在一秒内迅速扫码识别信息，读取出其位置译码和目的地信息，每个地址对应不同的下落口，每个下落口对应一个地级市。“小黄人”依照后台计算生成的结果，规划好机器人要走的路线，实现对包裹路径信息的追踪记录，真正实现了扫码、称重、分拣功能“三合一”。据悉，1个机器人，可实现1小时内分拣50个快件的作业总量。
（1）①“小黄人”将快件运到对应的下落口时，就推开托盘，将快件“扔”进下落口（如图2）。如果将“扔”快件的托盘抽象为如图4的示意图，“小黄人”对托盘的推力F始终垂直托盘向上，在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上（快件和托盘的质量分布是均匀的）。请根据所学知识分析判断，“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F_____（选填“逐渐变大”、“保持不变”或“逐渐变小”）。
②托盘的质量400g，OB长为30cm，OA长为5cm．若某快件的质量为3kg，为了将快件“扔”进下落口，请计算“小黄人”此时对托盘推力F至少为多大________。（g取10N/kg）
项目 指标参数
工作电压 15V
功率 30W
电池容量 4000mAh
（2）如图是某款“小黄人”铭牌上的部分参数。电池容量“4000mAh”是指当工作电流为4000mA时，能持续供电1小时。若充满电后，所有电能用于正常工作，则可供机器人持续正常工作多长时间____？
（3）如图3，“小黄人”设有自动充电功能，当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电．若返回过程中受到的阻力为27牛，为确保机器人能顺利返回充电，需要充电时，机器人离充电座不能超过多少米______？（剩余电池容量的40%用于提供克服阻力做功）
19．阅读短文，回答问题。
无链条电动自行车
无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。所以使骑行者更省力，同时减少了对环境的污染。
图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量一次充满为1.08×106J。若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池，“电力驱动”可水平正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车水平连续行驶3.2×104m。
与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
（1）骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的动能转化为______能存储；
（2）文中第二段所提的测试情景，无链条电动自行车充满电水平正常行驶时，若仅靠“电力驱动”，获得的平均动力为______N。若靠“混合动力驱动”时，人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为______；
（3）小华骑着无链条电动自行车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P。快进入闹市区时，小华松开一半调速板，使车子的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶。下面四个图像中，表示该过程中汽车的速度与时间的关系正确的是( )
A、B、C、D、
20．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），正极材料为钴酸理，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（瓦时），也可以用（安时）或（毫安时）来替代。
手机充电器又名移动电源。充电宝，其实它们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电的作用。
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500电池采用250mA电流充电大约2h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，电流越来越小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，其实这个时候电压已经达到了4.2V，所以电量显示为满格，此时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，那么在电池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会很接近4.2V。
(1)根据本文所述，手机的充电底座起到的作用是______；
(2)若手机的待机电流是10mA，500mA·h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手机消耗的电能是______J。
21．请根据材料，回答问题：
变频空调机
空调机中有被称为“冷媒”的物质，利用它的物态变化可以实现室内、室外热量的转移，如图所示是空调机制冷系的原理图，其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压，并使“冷媒”在管内循环，压缩机的转速越大，“冷媒”的流量大，空调机的制冷力就越强。
压缩机的转速由供电频率决定，“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念，与“定频空调”相比，变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率，从而改变压缩机的转速，达到控制“冷媒”流量的目的。
变频空调机开始工作时，以最大功率进行制冷，当室内温度快降至设定温度后，压缩机随机处于低速持续运转状态，维持室温基本不变。
表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系。
表二表示该型号变频空调机部分参数之间的对应关系，其中：制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和；能效比是空调机在额定状态工作时，制冷量与输入功率之比。
表一：
频率f/Hz 30 50 70 90 110 130
流量Q/kg·h﹣1 38 72 106 140 174 208
表二：
最小 额定 最大
输入功率/W 130 700 1400
制冷量/W 650 3600
能效比 ﹣ 3.8 ﹣
（1）关于变频空调机，下列说法正确的是______；
A．变频空调的压缩机与定频空调一样，也是断断续续工作的
B．空调机制冷时，图中钢管A内流动的是气态“冷媒”
C．空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的
D．变频器供电频率越小，空调机的制冷能力越强
（2）表二中空调机制冷量为______W；
（3）夏天，上述空调机开始工作0.5h后，家中房间温度降至设定温度，随机空调机处于低速稳定运转状态，又工作10h，全过程共消耗电2.9kW·h，则前0.5h内空调机消耗的电能是______kW·h，后10h空调机的电流是______A。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
蓄电池充电时，消耗电能，获得化学能，是将电能转化为化学能的过程，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．C
【详解】
A．正常体温约37℃，故A不符合实际；
B．一个中国家庭平均一个月正常用电量约为300度，故B不符合实际；
C．台灯正常工作时的电流约为0.1A，故C符合实际；
D．我国动力电路的电压为380V, 故D不符合实际。
故选C。
3．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。
4．D
【详解】
A．电能表盘上的“220V”表示这个电能表应在220V的电路中使用，故电能表接在电源为36V电路中不能正常工作，故A错误；
B．小英家上月消耗的电能为
5647.8kW h﹣5546.7kW h＝101.1kW h
故B错误；
C．1600imp/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，则指示灯闪烁320次消耗的电能
故C错误；
D．1600imp/（kW h）表示电路中每消耗1kW h的电能，指示灯闪烁1600次，电能表上指示灯闪烁的次数越多，则电路中消耗的电能越多，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】
电能表是测量电能的仪器，单位是，电能表示数的最后一位是小数位，由图可知，电能表的读数为。
故选C。
6．A
【详解】
给充电宝充满电消耗的电能为
电能表转盘的实际转数为
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．C
【详解】
A．电风扇工作时将电能转化为机械能和一部分内能，故A错误；
B．电阻一定时，通过导体的电流跟电压成正比，故B错误；
C．某一盏路灯坏了，其它灯还能照常工作，彼此间不受影响，表明它们是并联的，故C正确；
D．在电源外部，电流的方向是从电源的正极经过导线、用电器到电源的负极，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】
A．电能表是测量用电器消耗电能的仪表，故A错误；
B．“10(20)A”表示电能表的标定电流是10A，20A是指这个电能表额定最大电流，故B错误；
C．表上数据显示是指电能表接入电路后，电路中用电器消耗总电能1215.0度，故C错误；
D．“600r/(kW·h)”表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转600转，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】
A．测量电流的仪表是电流表，故A不符合题意；
B．测量电压的仪表是电压表，故B不符合题意；
C．电能表是用来测量用电器消耗电能（电流做功，即电功）的仪表，故C符合题意；
D．测量电阻的仪表是欧姆表，故D不符合题意。
故选C。
10．D
【详解】
ABC．电暖炉、电饭锅、电热水壶工作时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，故ABC不符合题意；
D．电动自行车工作时，主要将电能转化为机械能等，不是利用电流热效应工作的，故D符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
A．由题干可知，瘪了的乒乓球是利用空气的热胀冷缩恢复的原状，液体温度计是利用液体的热胀冷缩制成的，故A符合题意；
BC．电流表与电压表工作原理相似，是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。故BC不符合题意；
D．当机械式电能表接入电路时，电压线圈和电流线圈产生的磁通穿过圆盘，这些磁通在时间和空间上不同相，分别在圆盘上感应出涡流，由于磁通与涡流的相互作用而产生转动力矩使圆盘转动，故D不符合题意。
故选A。
12．C
【详解】
A．电视机待机时也消耗电能，不用时切断电源，属于节约用电，故A不符合题意；
B．离开教室随手关灯，可减少消耗电能，属于节约用电，故B不符合题意；
C．关闭电脑时显示器处于待机状态，显示器依然消耗电能，不属于节约用电，故C符合题意；
D．开启冰箱门，会与外界发生热传递，尽量减少开启冰箱门的次数和时间，属于节约用电，故D不符合题意。
故选C。
13． 化学 机械
【详解】
[1][2]电动车使用前要先对车上的畜电池充电，这时畜电池相当于用电器，将电能转化为化学能储存起来；骑车时，电动机对车提供动力，消耗电能，提供机械能，将电能转化为机械能。
14．2158.3
【详解】
电能表的最后一位是小数位，故读数为2158.3kW·h。
15． 用电器 机械（动）
【详解】
[1]在给电动汽车电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中电动汽车的电池消耗电能，电动汽车的电池相当于电路中的用电器。
[2]电动汽车在行驶过程中，消耗电能，获得机械能，所以，是将电能转化为机械能。
16． 做功 转化 热传递 转移 做功
【详解】
[1][2]搓背使奶奶的身体感到暖和，是摩擦生热，将机械能转化为内能，属于做功改变物体的内能，实质是能的转化。
[3][4]泡脚使身体感到暖和，是通过热传递改变身体的内能，实质是能的转移。
[5]用电水壶烧水，电能转化为内能，电流通过做功的方式改变了水的内能。
17． 电能转化为化学能 化学能转化为电能 电能转化为机械能 1.25×105 1.0×105 2.304×105 43.4
【详解】
(1)[1]蓄电池充电时，是电能转化为化学能。
[2][3]电动车骑行时，电动机的工作是蓄电池的化学能转化电能，而电动车行驶时，是电动机的电能转化为机械能。
(2)[4]车对地面的压强
(3)[5]这段路程内该车克服阻力所做的功
W=fs=40N×2500m=1.0×105J
(4)[6]在0.5h内该车消耗的电能
W电=UIt=32V×4A×0.5×3600s=2.304×105J
[7]电能转化为机械能的机械效率
18． 逐渐变小 102N 2h 320m
【详解】
(1)①在如图所示，推力F始终垂直托盘向上，可知动力臂OA与阻力大小F2保持不变，在绕O点向上转的过程中，F2的力臂l2逐渐变小，由可知，推力F逐渐变小；
；
②托盘在水平位置时快件与托盘的重心在同一竖直线上，可得：
，
阻力的大小为：
；
如图所示，所需的推力
；
(2)电池的容量为
，
由得：
；
(3)克服摩擦力做到功为：
；
根据得：
；
答：(1) ①“小黄人”在“扔”快件的过程中所用推力F逐渐变小；②小黄人此时对托盘至少需要102N的推力才能将快件“扔”进下落口；
(2)可供机器人持续正常工作2h；
(3)需要充电时离充电座不能超过320m。
19． 电 60 7︰9 C
【详解】
（1）[1]骑行者踩脚踏板的动能可以通过电磁感应原理，利用发电机转化为电能，存储锂电池内。
（2）[2][3]根据题意，，，由功的计算公式可得
根据题意，如果混合骑行，，所做的总功为
所以人提供的能量为
所以人提供的能量与锂电池提供的能量比为
即
W人︰W=7︰9
（3）[4]电动机的功率减小一半时，汽车的速度由于惯性来不及变化，根据可知，牵引力减小为原来的一半，阻力不变，合力方向与运动方向相反，电动自行车做减速运动；当电动自行车的速度减小时，其牵引力增大，受到的合力减小，电动自行车的速度减少变缓；当牵引力和阻力相等时，电动自行车做匀速直线运动。如图，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
20． 见解析 50 39960或3.996×104
【详解】
(1)[1]由材料内容可知，手机的充电底座起到的作用是将高压交流电变为低压直流电或将220V的高压脉冲转化为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。
(2)[2]手机可待机时间为
(3)[3]电池标准放电电压3.7V，则工作10h手机消耗的电能是
W=UIt=3.7V×0.3A×10×3600s=39960J
21． B 2660 0.7 1
【详解】
（1）[1]A．变频空调的压缩机是连续工作的，故A错误；
B．由图示可知，空调机制冷时，图中钢管A内流动的是气态“冷媒”，故B正确；
C．空调压缩机是利用做功的方法使“冷媒”发生物态变化的，故C错误；
D．变频器供电频率越小，空调机的制冷能力越弱，故D错误。
故选B。
（2）[2]效能比η=，所以制冷量
P制冷量=ηP输入=3.8×700W=2660W
（3）[3][4]开始0.5h消耗的电能
W1=P1t1=1.4kW×0.5h=0.7kW·h
后10h消耗的电能
W2=W﹣W1=2.9kW·h﹣0.7kW·h=2.2kW·h
由W=UIt得
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