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．如图所示的家用电器中，工作时主要将电能转化为机械能的是（　　）
A．电饭锅 B．笔记本电脑
C．电风扇 D．电视机
2．关于运动与能量，下列说法错误的是（　　）
A．小孩子滑滑梯时屁股发热是机械能转化为内能
B．电风扇通电以后转动是机械能转化为电能
C．新冠肺炎病毒德尔塔的传播是机械运动
D．花香扑鼻是分子运动
3．图中甲、乙分别是某家庭5月初和6月初电能表的示数，则下列说法中正确的是（　　）
A．电能表是计量电功率的仪器
B．该家庭在这段时间内总共用电2000kW·h
C．1 kW·h相当于3.6×105J
D．该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能0.5 kW·h
4．如图所示的电能表，右边是该表上个月月初和月末的示数，下列说法正确的是（　　）
A．电能表是测量电功率的仪表
B．电能表工作时的电流应该等于10A
C．每消耗3.6×105J的电能，表盘转过300转
D．该电能表用户上月用电900度
5．在国际单位制中，电流的单位是（　　）
A．安培（A） B．伏特（V） C．欧姆（Ω） D．焦耳（J）
6．下列说法错误的是（　　）
A．带正电，说明摩擦过程玻璃棒失去了电子
B．电压表不可以直接接在电源正负极上
C．导体两端有电压，不一定能形成电流
D．电能表是测量电功或记录用电器消耗电能的仪表
7．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
8．在国际单位制中，压强的单位是（　　）
A．瓦特(W) B．帕斯卡(Pa)
C．牛顿(N) D．焦耳(J)
9．某充电宝标有“电池能量：74W·h”，某手机电池标有“电池容量：3.7V4000mA·h”，则该充电宝的电池能量是手机电池容量的（　　）
A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍
10．小明是一个爱动手并且善于思考的同学。一天他把自己的手机拆开，看到了一块如图所示的锂电池。以下是他做出的判断，其中不正确的是（　　）
A．这块电池能提供的电能大约为23000J
B．图中mAh和Wh都是能量的单位
C．将这块电池充满电需要的电费将不会超过0.1元（每度电0.48元）
D．不考虑机械自重及摩擦等，这块电池提供的电能若全部用来驱动电动机，能借助机械将一个中学生提升超过20m高
11．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
12．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
二、填空题
13．2021年12月9日，王亚平在天宫授课时展示了太空厨房中的热风加热装置和微波加热装置，还介绍了实现空间站水的循环利用的饮水循环分配机。两台加热装置的连接方式是______联，它们给食物加热时，将电能转化为食物的______能。
14．小红家的电热水器内装有50kg的水，将其单独接入家庭电路中，热水器工作正常，要使热水器的水升高10℃，则这些水吸收的热量______J，使她家电能表表盘转过______ 转。（不计热损失，c水=4.2×103J/(kg·℃)，电能表参数如图）
15．某金属导体两端的电压为12伏，在10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库，则通过该导体的电流为______安，电流通过该导体做的功为______焦，该导体的电阻为______欧。若该导体被剪短一半，再接回原电路中，通过导体的电流______（选填“增大”“不变”或“减小”）。
16．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______ 。
三、综合题
17．阅读短文，回答问题
智能消毒机器人
如图甲所示是一款智能消毒机器人，机器人由超干雾喷头、紫外线灯、底盘等组成。
超干雾喷头通过超声波将消毒剂雾化成直径1μm以下的微小雾粒，这种雾粒可以长时间悬浮在空气中。
机器人身上搭载了许多感知外界环境的测距仪。视觉传感测距仪由投射器发出激光，根据接收到较强的反射光成像，判断障碍物的形状、体积以及到机器人的距离，当接收到的反射光比较弱时，就由超声波测距传感器通过反射回的超声波判断到障碍物的距离。
当剩余电量减为电池容量的10%时，机器人会主动寻找充电桩充电，下表为该款智能消毒机器人的部分参数。其中电池容量是指放电电流与放电总时间的乘积，最大雾化率是指每分钟最多雾化的液体体积。消毒喷雾量是机器人消毒时每立方米空间超干雾喷头喷出雾状消毒剂的总体积。
机器人输入电压 50V 充电桩输出电压 50V
电池容量 45Ah 最大雾化率 50mL/min
运行模式 连续运动 消毒喷雾量 20mL/m3
移动速度 0.1～1m/s ————————————
（1）超干雾喷头雾化消毒剂，是因为超声波能够传递______（选填信息或能量），使消毒液体剧烈______打散成微小雾粒；
（2）下列关于该款智能消毒机器人的说法中，正确的是______ ；
A．本次理化测试卷纸的厚度大于雾粒的直径
B．开启紫外线灯消毒模式一般是白天人多时
C．遇到透明玻璃时主要通过视觉传感器避障
D．匀速转弯时智能消毒机器人处于平衡状态
（3）已知门诊大厅的容积为1000m3，如果仅用雾化消毒剂的方式进行消毒，至少需要______kg消毒剂（消毒剂的密度为1.1g/cm3），至少经过______min才能消完毒；
（4）机器人主动寻找到充电桩充电，3h后充满，不计能量损失，则充电时的电流是______A，充满电后，机器人边消毒边以最大速度沿直线移动，180s后电池储存能量减少0.1%，电池减少能量的80%用于克服阻力做功，此过程中机器人受到的阻力为______N；
（5）当障碍物未能被测距仪捕捉到，机器人的底盘前端碰撞板就会受到碰撞，板内压力传感器向控制系统传达信息，从而根据碰撞的力度和方向做出相应的反应。如图乙是压力传感电路原理图，电源电压为14.4V，定值电阻R1=120Ω．当电路中的电流大于等于50mA时，气电保护开关S自动断开，机器人停止前进，图丙所示是压力传感器R的阻值随所受压力F变化图像。当压力传感器受到的压力增大时，其两端的电压______（选填增大、不变或减小）；当机器人的前端被碰撞，传感器R受到压力达到______N时，气电开关将断开。
18．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 ____
19．人类已经进入智能家居时代。小阳家安装了空调智能系统，空调自动制冷开启的条件是：家中有人且室温等于或高于26 C。S1和S2是控制空调开启的两个智能开关，当家中有人时S1自动闭合，家中没有人时S1自动断开；当室温等于或高于26 C时S2自动闭合，室温低于26 C时S2自动断开。则：
(1)符合上述要求的电路示意图是图中的_____；（选填：“甲”或“乙”）；
(2)小阳为了测量空调一天的耗电情况，绘制了某天室内温度随时间变化的图像如图丙所示。当天8：00~12：00和14：00~18：00家中没有人，空调的额定电压是220V，额定功率是1kW，求这台空调当天消耗的电能是_____kW·h。
20．小张把电热棒通过脉冲式电能表接到照明电路。电能表表盘上标有 “600imp/kWh”、 “220V 10A ”等信息，说明该电能表指示灯每闪烁600次，电路中消耗的电能是1kW·h。如图乙所示，电热棒放在大烧杯中把1000mL的水加热到60℃，记录数据如图甲：
[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
电热棒
电能表闪烁的次数/次 48
加热水所用时间/s 200
甲
（1）电热棒通电200s消耗的电能是______J
（2）烧杯中的水初温如图丙所示，为______℃，通电200s水吸收了______J的热量。
（3）电热棒的热效率是______。
21．阅读下文，并回答问题
2021年2月22日晚间，华为举办线上发布会，发布了其最新款折屏手机MateX2。该机型于2021年2月25日正式开售，256GB版本售价17999元，512GB版本售价18999元。华为常务董事、消费者业务CEO余承东在发布会上介绍，华为MateX2首创双楔形一体设计，最薄处仅有4.4毫米，较厚一侧用于放置后相置相机模组。手机屏幕有两块，分别是8英寸的8：7.1折屏，以及一块6.45英寸的内屏，均支持90Hz高刷新率。在屏幕折处，采用了双旋水滴铰链，通过创新设计，使得屏幕在折处以水滴形式弯折，从而避免留下折痕，而展开后也可以让屏幕更加平整，避免屏幕凸起。在性能上，华为MateX2搭载的是与Mate40Pro同款的5nm制程工艺麒麟90005GSoC。此外，华为MateX2还拥有双扬声器，并配备3.7V，4500mAh的电池，采用55W华为超级快充技术，在目前折屏手机中属于最快充电速度。
（1）由于力能改变物体的______，MateX2在折处采用了双旋水滴铰链，通过创新设计，使得屏幕在折处以水滴形式弯折，从而避免留下折痕，而展开后也可以让屏幕更加平整，避免屏幕凸起。
（2）电池用电时将______能转化为电能。若充满电，它可以提供______J的能。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A．电饭锅将电能转化为内能，故A不符合题意；
B．笔记本电脑在工作中将电能转化为内能和光能，故B不符合题意；
C．电风扇将电能转化为机械能，故C符合题意；
D．电视机将电能转化为光能和内能，故D不符合题意。
故选C。
2．B
【详解】
A．小孩子滑滑梯时屁股与滑梯摩擦做功，屁股发热，机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；
B．电风扇通电转动，消耗了电能，获得了机械能，故将电能转化为机械能，故B错误，符合题意；
C．新冠肺炎病毒德尔塔是由分子组成的，其传播是机械运动，故C正确，不符合题意；
D．花香扑鼻是花香分子做无规则运动，属于分子运动，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．D
【详解】
A．电能表是测量用电器消耗电能多少的仪表，故A错误；
B．由图可知，5月初电能表的示数W1=1042.8kW·h，6月初电能表的示数W2=1242.8kW·h，则该家庭在这段时间内总共用电
W=W2-W1=1242.8kW·h-1042.8kW·h=200kW·h
故B错误；
C．电能表的计量单位是kW·h
1kW·h=3.6×106J
故C错误；
D．1200r/(kW·h)表示每消耗1kW·h的电能，电能表的转盘转1200转，则该电能表转盘每转过600转，电路消耗电能
W′=kW·h=0.5kW·h
故D正确。
故选D。
4．C
【详解】
A．电能表是测量电路中消耗多少电能的仪表，故A错误；
B．由图可知，电能表的额定最大电流为10A，电能表工作时的电流不可以超过10A，但可以更小，故B错误；
C．表示电路中用电器每消耗电能，电能表的转盘转过3000转，则电能表表盘转过300转，用电器消耗的电能为
故C正确；
D．电能表读数时，最后一位是小数，所以上个月初电能表示数，上个月末电能表示数，则用户上月消耗的电能为
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】
A．电流的国际单位是安培（A），故A符合题意；
B．电压的国际单位是伏特（V），故B不符合题意；
C．电阻的国际单位是欧姆（Ω），故C不符合题意；
D．电功的国际单位是焦耳（J），故D不符合题意。
故选A。
6．B
【详解】
A．丝绸摩擦玻璃棒失去了电子，玻璃棒带正电，故A正确，不符合题意；
B．电压表内阻大，可以直接接在电源两端，此时测电源电压，故B错误，符合题意；
C．导体两端有电压，如果不是通路，没有电流，有电压时不一定形成电流，故C正确，不符合题意；
D．电能表是测量电功或记录用电器耗电能的仪器，读取电能表时，电能表的最后一位是小数，故D正确，不符合题意。
故选B。
7．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。
8．B
【详解】
在国际单位制中：
A．瓦特是功率的主单位，A不符合题意；
B．帕斯卡是压强的主单位，B符合题意；
C．牛顿是力的主单位，C不符合题意；
D．焦耳是各种能量的主单位，D不符合题意。
故选B。
9．D
【详解】
手机电池容量：3.7V，4000mA·h，即电池能量为
3.7V×4A·h=14.8W·h
该充电宝的电池能量是手机电池容量
=5倍
故选D。
10．B
【详解】
A．这块电池能提供的电能大约为
23000J相差不大，A正确，故A不符合题意；
B．mA是电流的单位，h是时间的单位，所以mAh是电荷量的单位，不是能的单位，W是功率的单位，h是时间的单位，故Wh是能量的单位，B错误，故B符合题意；
C．由A知电池能提供的电能大约为
将这块电池充满电需要的电费
，C正确，故C不符合题意；
D．中学生的重力约为500N，根据可知，将一个中学生提升的高度
D正确，故D不符合题意。
故选B。
11．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。
12．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。
13． 并 内
【详解】
[1]两台加热装置工作时互不影响，是并联的。
[2]它们给食物加热时，加热装置会消耗电能，将电能转化为食物的内能。
14． 2.1×106 2100
【详解】
[1]这些水吸收的热量
[2]她家电能表表盘转过
15． 0.6 72 20 增大
【详解】
[1]通过该导体的电流
=0.6A
[2]电流通过该导体做的功为
W=UIt=12V×0.6A×10s=72J
[3]导体的电阻为
=20Ω
[4]若该导体被剪短一半，导体的电阻较小，再接回原电路中，由可知通过导体的电流变大。
16． 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
17． 能量 振动 A 22 400 13.5 36 减小 264
【详解】
（1）[1][2]超声波将消毒液剧烈振动打散成微小雾粒，说明超声波可以传递能量。
（2）[3]A．本次理化测试卷纸的厚度是80μm，雾粒的直径是直径1μm，本次理化测试卷纸的厚度大于雾粒的直径，故A正确；
B．紫外线过多地照射人体，对人体有害，开启紫外线灯消毒模式一般是晚上没有人时，故B错误；
C．视觉传感器发出激光，传播到透明玻璃时，接收到的反射光比较弱，由超声波测距传感器通过反射回的超声波判断到障碍物的距离，故C错误；
D．匀速转弯时智能消毒机器人运动的方向发生改变，处于非平衡状态，故D错误。
故选A。
（3）[4]需要消毒剂的体积
V=1000m3×20mL/m3=2×104mL=2×104cm3
质量
m=ρV=1.1g/cm3×2×104cm3=2.2×104g=22kg
[5]消毒的时间
=400min
（4）[6]当剩余电量减为电池容量的10%时，机器人会主动寻找充电桩充电，3h后充满，不计能量损失，则充电时的电流
[7]充满电后，机器人边消毒边以最大速度沿直线移动，180s后运动的距离
s=vt=1m/s×180s=180m
电池储存能量
W=UIt=50V×45A×3600s=8.1×106J
用于克服阻力做功
W阻=W×0.1%×80%=8.1×106J×0.1%×80%=6480J
此过程中机器人受到的阻力为
（5）[8]由图乙可知压力传感器和电阻R1串联，由图丙可知，当压力传感器受到的压力增大时，它的阻值减小，由串联分压可知其两端的电压减小。
[9]当电路中的电流大于等于50mA时，气电保护开关S自动断开时，电路的总电阻
=288Ω
压力传感器的电阻
R压=R-R1=288Ω-120Ω=168Ω
图丙中压力和传感器的阻值的关系为
R=300Ω-kF
当F=600N时，电阻为零，即
0=300Ω-k×600N
k=0.5Ω/N
所以
R=300Ω-0.5Ω/N·F
当R压=168Ω，压力
F=264N
18． 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。
19． 甲 6
【详解】
(1)[1]由题意分析可知，当同时满足家中有人和室温等于或高于26 C时，空调才会工作，则开关S1与S2应串联接入电路，故符合要求的电路示意图为甲。
(2)[2]由丙图可知室温等于或高于26 C时间为10:00~22:00，又由于8：00~12：00和14：00~18：00家中没有人，则综合可知空调一天工作时长为6h，则这台空调当天消耗的电能是
W=Pt=1kW×6h=6kW·h
20． 2.88×105 20 1.68×105J 58.3%
【详解】
解：（1）电热棒通电200s，电能表闪烁48次消耗电能
（2）水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3=1kg
由图丙知水初温20℃，通电200s，水加热到60℃，水吸收的热量
Q=cmt=4.2×103/(kg·℃)×1kg×(60℃-20℃)=1.68×105J
（3）电热棒的热效率
答：（1）电热棒通电200s消耗的电能是2.88×105J；
（2）烧杯中的水初温为20℃，通电200s水吸收了1.68×105J的热量；
（3）电热棒的热效率是58.3%。
21． 形状 化学 59940
【详解】
（1）[1]折叠时，形状发生改变，所以力能改变物体的形状。
（2）[2][3]用电时，化学能转化为电能，已知
4500mAh＝4.5A×3600s
电池提供的电能为
W＝UIt＝3.7V×4.5A×3600s＝59940J
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页