苏科版九年级物理下册15.1电能表与电功培优训练(word版 带答案)

15.1
电能表与电功培优训练
一、单选题
1．现有两个定值电阻R1和R2
（R1
>R2），按照如图所示的四种方式，分别接到电压恒为U的电源两端工作相同的时间。则四个电路中电流做功大小关系正确的是（
）
A．W甲>W乙>W丙>W丁
B．W甲>
W丙>
W丁>
W乙
C．W丙>
W丁>
W乙>
W甲
D．W乙>
W丁>
W丙>
W甲
2．图是小明家上月月初和月末的电能表表盘示意图，表盘上“1600
imp/(kW·h)”表示用电器每消耗1
kW·h的电能，电能表上的指示灯闪烁1600次。断开其他用电器，只让电饭锅单独工作2
min，指示灯闪烁32次。下列选项正确的是
A．小明家干路中的电流不得超过10
A
B．小明家上月消耗的电能为911
kW·h
C．小明家使用的电饭锅消耗的电能为0.02
kW·h，合7.2×104
J
D．指示灯每小时闪烁1600次
3．在图所示的电路中，电源电压恒定不变，当开关
、
断开，
闭合时，相等时间内电流通过电阻
R1、R2
时做功之比为
14。如果开关
、
断开，
闭合，
内电流通过电阻
R1
做的功为
，开关
断开，、
闭合，
内电流通过电阻
R1和R2做的总功为
，则电功
W与
之比为（
）
A．41
B．14
C．34
D．45
二、填空题
4．长1m、横截面积1mm2的银与铁，在20℃时的电阻值分别为0.016Ω与0.096Ω，银与铁两种材料相比，____更容易导电；已知金属丝的电阻和它的长度成正比，和它的横截面积成反比。在长短与粗细完全相同的银丝和铁丝两端加相同电压，通电相同时间，不计温度对电阻的影响，银丝和铁丝消耗的电能之比为____。
5．如图所示，电源电压保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值为20
Ω。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P到最右端b时，电流表的示数为0.6
A；移动滑片P到最左端a时，电流表的示数为0.2
A。则电源电压为________V；滑片P在a端时，通电1min，电流通过电阻R1做的功为__________J。
6．工作电阻之比为4：3的两个家用电炉，串联后接到家庭电路中使用一段时间消耗的电能之比是_______，并联后接入家庭电路中工作一段时间其消耗的电能之比是_______
。
7．如图甲是某种检测空气质量指数仪器的简化电路图，R为气敏电阻，其阻值的倒数与空气质量指数的关系如图乙。电源电压恒为12V，R0=5Ω当电压表示数为4V时，此时空气质量指数值为_____，2min内R0消耗的电能是_____J。
三、计算题
8．某视频展示台配套使用的投影幕是依靠电动机来控制升降的，小明用如图所示的电路进行模拟研究，电路中直流电动机的线圈电阻为2Ω，R0为阻值是10Ω的定值电阻，电源电压保持12V不变，闭合开关S，当电动机正常工作时，匀速提升重为0.4N的物体，此时电压表示数为6V．求：
（1）电动机正常工作时，通过它的电流是多大？
（2）电动机正常工作2s所消耗的电能是多少？
（3）若电动机正常工作时，有5%的机械能用来提升物体，物体在2s内上升的高度是多少？
9．有一个电热水壶，铭牌如表所示。(不计热量的损失)求：
电热水壶
型号：91440
电压：220V
频率：50Hz
功率：1000W
最大水量：1kg
（1）将质量为1kg、温度为20℃的一壶冷水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（2）电热水壶正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
（3）若在用电高峰期，实际电压只有200V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？（不考虑温度对电阻的影响）
四、综合题
10．阅读短文，回答问题。
无链条电动自行车
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”。它相比传统自行车具有很多优点，如：省力、耐用、安静、结构简单等，因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。
如图所示为一种在售的无链条电动自行车。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。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。
为了保证电动车的续航能力，该车采用了能量密度大的锂电池，其能量密度达0.2kW·h/kg，能量密度是指存储能量与电池质量的比值。下表是该无链条电动自行车的主要技术参数（表中电池容量=放电电流×放电时间，例如，1Ah
是指以1A的电流能连续工作
1h）：（g
取10N/kg）
整车
整车质量
40kg
最大车速
26km/h
最大噪声
≤30dB
锂电池
电压
40V
容量
10Ah
电动机
额定功率
180W
(1)电动车行驶时极为安静是从
______（选填“声源处”或“传播途中”）减弱噪声的，与汽车相比，电动车启动较快的原因之一是因为其质量小，具有的
_____较小；
(2)图中这款车的锂电池最多所能储存的电能约为
_____J，锂电池的质量为__________kg，测试时若质量为
60kg
的骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，在平直路面上最多可连续匀速行驶2.7×104m，已知行驶时的阻力为车对地面压力的
0.04倍，则电动机的效率为________%。若骑行者同时踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，
这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m，则“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
________。
11．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=
______
%。
12．随着生活水平的提高，扫地机器人逐步进入普通家庭。扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能。消耗的电能中有50%用于克服摩擦力做功。如图甲是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数，请回答下列有关问题：
项目
指标参数
工作电压
15V
净重
4kg
最大集尘量
1kg
功率
30W
电池容量
2000mAh
(1)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA，能持续供电1小时。若充满电后所有电量用于扫地，则可供机器人持续正常工作______小时；
(2)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N，查阅资料显示摩擦力与压力成正比。则达到最大集尘量时机器人受到的摩擦阻力为_______N；
(3)机器人的供电系统设有自动充电功能，当检测到电池容量低至5%时会自动返回充电，为确保机器人满载时还能顺利返回充电，需要充电时离充电座最远为多少米_____？
(4)光敏电阻是制作灰尘传感器的常用元件。图乙为某光敏电阻的控制电路，电源电压U0恒定，RG为光敏电阻，其阻值随空气透光程度的变化而变化，R0为定值电阻。当光敏电阻分别为6Ω和18Ω时，电压表的示数分别为6V和3V，则R0为多大______？
13．阅读短文，回答问题。
“无人机”多功能飞行器可通过无线电进行操控，其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景。如图甲为某品牌“无人机”，由锂电池供电，采用4个电机带动旋翼转动，对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能，其携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器。下表是该无人机的部分参数：
无人机质量含摄像机
1.5kg
锂电池额定电压
12V
最大上升速度
6m/s
电动机工作电压
10V
最大水平速度
15m/s
每个电动机最大输出功率
50W
最大上升速度时受
到的空气阻力
9N
电动机的能量转化效率
95
（1）当“无人机”携带摄像机飞行在空中进行拍摄地面图象时，下列说法中错误的是______
A.“无人机”升空时，获得升力的施力物体是空气
B．“无人机”中的电动机是将电能主要转化为机械能
C．“无人机”在拍摄地面图象时增加悬停高度可以使所成的像变大
D．“无人机”升空过程中所受到大气压变小
（2）为了保证电动机正常工作，通过电子调速器简称电调来控制电动机的电流从而改变电动机的功率，每一个电动机连接一个电调，那么电动机和电调的连接方式是_________（选填“并联”或“串联”）。
（3）已知“无人机”上升时受到的空气阻力与上升速度的平方成正比。该“无人机”携带摄像机参与某次火情的勘测时，“无人机”以4m/s的速度从地面匀速竖直升空至100m高处，然后悬停观测（整个过程四个电动机同时工作）。此时，“无人机”上升时受到的空气阻力为______N，“无人机”上升过程中电动机做的功为________J，消耗的电能为____________J。
（4）该“无人机”携带的微型摄像机带有自动拍摄功能，未出现火情时处于待机状态，等到火情来临产生一定强度的红外线，摄像机将自主启动进入工作状态。小明利用红外探测器设计了一个“模拟自启系统”，如图乙所示。该系统由“自启电路”、“控制电路”等组成。其中电源由“无人机”的锂电池提供，R是电阻箱，RP是红外探测器，可视为可变电阻，它的阻值与红外线强度变化的对应关系如下表所示。（E为红外线强度，cd表示其单位）
E/cd
1.0
2.0
3.0
4.0
6.0
RP/
18
9
6
4.5
3
若a、b两端电压必须等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态。小明设定红外线强度为4cd时启动摄像机工作，电阻箱的阻值至少应调到______，为了能使控制电路在红外线强度较弱时就能启动摄像机进入工作状态，最简单的方法是将电阻箱R的阻值_________（填“调大”或“调小”）。
14．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）
2
参考答案
1．D
2．C
3．D
4．银
6∶1
5．6
24
6．4：3
3：4
7．25
384
8．（1）0.6A（2）7.2J（3）0.72m
9．（1）3.36×105J
；（2）336s
；（3）406.56s
10．声源处
惯性
1.44×106
2
75
1:3
11．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
12．1
20
135m
13．C
串
4
1900J
2000J
13.5
调大
14．逐渐变小
102N
2h
320m