3.6 电能 同步练习　　2024—2025学年浙教版科学九年级上册

3.6 电能 同步练习 一、选择题 1． 下列电器设备在工作过程中，把电能转化为机械能的是（ ） A．电动机 B．发电机 C．电热器 D．电磁炉 2． 如图所示是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系”的实验装置，电阻丝浸在质量相同、初温相同的煤油中，在闭合开关进行实验的过程中（ ） A．要保持电阻R1、R2两端的电压相同 B．B瓶电阻丝中的电流比A瓶电阻丝中的大 C．用温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少 D．在相同时间内，两瓶中煤油吸收的热量相同 3． 灯泡L上标有“2.5V 10Ω”的字样，下列说法中不正确的是（ ） A．灯泡L的额定电压是2.5V B．灯泡L任何情况下电阻均为10Ω C．灯泡L的额定功率是0.625W D．灯泡L正常工作电流为0.25A 4． 电能表可以直接测量（ ） A．电流通过用电器所做的功 B．电路两端的电压 C．电路中的电流 D．用电器消耗的电功率 5． 电流通过一台用电器产生的内能是2000J，机械能是3000J，则电流通过该用电器消耗的电能为（ ） A．2000J B．3000J C．5000J D．1000J 6． 如图的电路，电源电压保持不变，R为定值电阻。下列说法正确的是（ ） A．开关闭合前，电压表和电流表均无示数 B．开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，电压表的示数变小 C．开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，R的功率变大 D．开关闭合后，滑片P向右移动的过程中，电压表与电流表示数的比值变小 7． 如图是两个定值电阻R1、R2的内部结构图，R1、R2所用电阻丝（涂有绝缘漆）粗细均匀、材料相同，分别缠绕在相同的圆柱形绝缘棒上，圈数分别为45圈和35圈，R1的电阻丝比R2的电阻丝细。将R1、R2并联在电路中，工作相同时间，下列说法正确的是（ ） A．R1消耗的电能小于R2消耗的电能 B．R1的电功率大于R2的电功率 C．通过R1的电流等于通过R2的电流 D．R1两端的电压大于R2两端的电压 8． 电焊利用电流的热效应熔化焊条。某型号的电焊机接在电压220V的家庭电路上，输出电压40V，输出功率2200W。编号为甲、乙、丙、丁的四种橡胶绝缘铜芯线在常温下安全载流量（长时间通电的对打安全电流）如右表。从安全的角度考虑，该电焊机的输出导线应该选用（ ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 导线编号 甲 乙 丙 丁 导线横截面积S/mm2 1.0 2.5 6 10 安全载流量I/A 12 28 47 68 9． 如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P向右移动时，电路中保持不变的是（ ） A．用电器消耗的总功率 B．电压表V的示数与电流表A的示数的比值 C．电流表A的示数与电流表A1的示数的差值 D．电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积 10．在如图所示电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器．当滑片向右移动时，以下判断正确的是（ ） A．电压表示数变大 B．电流表示数变大 C．两电表示数的乘积变小 D．电压表示数与电流表示数的比值变大 二、填空题 11．图甲是一款家用电热器，旋钮开关位置如图乙所示三种：关闭、低温档(400瓦)和高温档(800瓦)。电热器内部有两根电热丝R₁ 和 R₂,小明绘制了简易原理图如图丙。 （1）电热器的工作原理是通过电流做功将电能转化为__________。 （2）在图丙上闭合开关 S₁ 、S₂ 和 S, 相当于电热器旋钮开关位于图乙中的__________。(选填①②③) （3）为了比较高温档和空调的功率大小，小明测出空调4小时耗电量为3.6度，其功率为__________。 12．如图甲所示电源电压保持不变，小灯泡L标有“6V 3W字样，图乙是通过小灯泡的电功率随其两端电压变化的图象。滑动变阻R1的最大值为40Ω，定值电阻R2＝10Ω，当闭合S、S1、断开S2、P在中点时，R2的功率为0.9W，电源电压为__________V，当闭合S、S2、断开S1、小灯泡功率为1.6W时，滑动变阻器连入电路中的阻值 Ω。 13．家用电能表是用来测量______的仪器，它的单位是______。表盘上标有“220V 5A 50HZ”的含义分别为“220V”表示____________，“5A”表示__________，“50HZ”表示_________________。 14．跳绳是冬季的一种健身运动，旁人看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究：跳绳者的质量m=50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件可估算出此跳绳者在1分钟内克服重力做功的平均功率为 W。 15．干电池本身有一定的电阻，因此，实际干电池可以等效为一个没有电阻的理想干电池和一个阻值一定的电阻相串联而成．如图所示，电源由几个相同的干电池组成．合上开关S，变阻器的滑片从A端滑到B端的过程中，电路中的一些物理量的变化，如图甲、乙、丙所示，图甲为电压表示数与电流表示数关系，图乙为干电池输出功率跟电压表示数关系，图丙为干电池输出电能的效率η与变阻器接入电路电阻大小的关系，不计电表、导线对电路的影响，则：（1）串联的干电池数为　 　个．（2）变阻器的总电阻为　 　Ω．（3）乙图上b点的坐标为　 　． 三、实验探究题 16．在测量小灯泡电功率的实验中，实验室所提供的器材有：电源（电压恒为6V），额定电压为2.5V，电阻约为10Ω的小灯泡，电流表、电压表、开关各一个，导线若干。滑动变阻器规格有（“10Ω　1A”，“50Ω　1.5A”）两个。 （1）图中图甲是小壮连接的部分实物图，请你用笔画线代替导线，将实物图连接完整。 （2）检查电路连接无误后，将滑动变阻器的滑片置于__ __端（选填“A”或“B”），闭合开关后，小壮立即发现小灯泡发光过亮不能进行实验，为了完成实验，接下来他的操作是__ __。 （3）小壮改正错误后，闭合开关，改变滑动变阻器的阻值，记下各组对应的电压表和电流表的示数，并绘制如图3乙所示的I－U图像，根据图像可知小灯泡的额定功率是__ __W；图中从原点到点M再到点N的曲线，反映灯丝的电阻是__ __。 （4）实验中，某同学的小灯泡先由暗变亮，然后发出耀眼的光后被烧坏。为了避免灯丝烧断，请你提出在调节滑动变阻器的过程中应注意的事项。__ _。 17．小柯用如图甲所示电路测定小灯泡额定功率，其中电源电压为4.5V、小灯泡额定电压为3.8V. （1）请按照实物图在答题纸相应位置画出电路图___________________________. （2）小柯连好电路闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，发现小灯泡逐渐变暗.你认为小柯实验操作中存在的问题是_____________________________________________________. （3）实验时小柯发现自己无法准确判断电压表指针是否指向3.8V（如图乙）.于是他做了3次实验，每次实验都认为电压表示数最接近3.8V.相关实验记录及数据处理见下表： 实验序号 电流表示数/A 测得灯泡的额定功率/W 测得灯泡额定功率的平均值/W 1 0.30 1.140 P额＝（1.140＋1.102＋1.178）/3＝1.140 2 0.29 1.102 3 0.31 1.178 你认为小柯这样处理数据的方法是否合理___________ 四、综合题 18．中国在电动汽车领域的制造水平逐年提升，用两种不同充电桩，对同一辆纯电动汽车充满电的相关数据如表所示，不计充电过程中的能量损失。 充电桩 电池初始状态 充电电压/V 充电电流/A 充满电的时间/h 普通充电桩 相同 220 40 待填 快充充电桩 800 100 1.1 （1）用快充充电桩充满电，消耗的电能为多少千瓦时？ （2）用普通充电桩充满电，需要多少小时？ （3）在青少年创新实验比赛中，小科利用所学科学知识为电动汽车设计了一款刹车辅助系统，其中的电路原理图如图甲所示。已知控制电路电源电压U=6V，定值电阻。R1为保护电阻，测距元件阻值R2随着与前车距离s关系如图乙所示，电磁铁线圈的阻值都忽略不计。当电动汽车与前车距离过近时，触点K与触点_接触，刹车系统通电工作。已知电磁铁线圈电流达到10mA时，衔铁刚好被吸住，若要求电动汽车与前车距离为15m以内时，刹车辅助系统自动刹车，则定值电阻R1阻值应为多少？（g取10N/kg） 19．某同学为学校草坪设计了一个自动注水喷淋系统，其电路设计如图甲。控制电路电源电压U1=12伏，R0为定值电阻，RF为压敏电阻，电磁铁线圈电阻忽略不计；压敏电阻RF放置于水箱底部（如图乙），其阻值与压力有关，阻值随水位变化关系如表。工作电路包括注水系统和喷淋系统，其电源电压U2=220伏；圆柱体水箱底面积S=0.4米2。当水箱内的水位上升到2米时，通过电磁铁线圈的电流Ia=0.1安，衔铁恰好被吸下，注水系统停止工作，此时电流表示数I1=1安；当水位下降到1米时，衔铁恰好被拉起，注水系统开始给水箱注水，此时电流表示数I2=2安。 ( 乙 喷淋 系统 R F 压敏电阻 注水 系统 甲 衔铁 弹簧 压敏电阻 U 1 S 1 R 0 R F 喷淋 系统 注水 系统 U 2 S 2 A ) 水位（米） 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 压敏电阻RF阻值（欧） 300 200 125 90 70 65 62 60 59 （1）当水箱内水位达到2米时，控制电路中压敏电阻RF的功率为 瓦。 （2）当水箱内水位下降到1米时，通过电磁铁线圈的电流Ib为多少安？ （3）已知喷淋系统一直给草坪喷水，每秒钟喷水恒为0.001米3；注水系统工作时，每秒钟给水箱注水恒为0.005米3。求相邻两次开始给水箱注水的这段时间内，工作电路消耗的电能。 3.6 电能 同步练习（参考答案） 一、选择题 1． 【答案】A 【解析】【考点】电功的实质 【解析】【解答】解：A．电动机工作时电能转化为机械能； B．发电机工作时机械能转化为电能； C．电热器工作时电能转化为内能； D．电磁炉工作时电能转化为内能． 故选A． 【分析】做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外．用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程． 2． 【答案】C 3． 【答案】B 4． 【答案】A 【解析】电能表可以直接测量电功，即可以测量电流通过用电器所做的功。 5． 【答案】C 6． 【答案】B 【解析】解： （1）开关闭合前，电路处于开路状态，则电流表没有示数；但电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通，此时电压表测量电源电压，所以电压表有示数；故A错误； （2）开关闭合后，定值电阻R与滑动变阻器串联，电流表A测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压； 滑片P向右移动的过程中，变阻器接入电路中的电阻变大，总电阻变大， 由I=可知，电路中的电流变小； 根据U=IR可知，定值电阻R两端的电压变小，即电压表的示数变小，故B正确； 定值电阻两端的电压减小，电路中电流减小了，根据P=UI知，R的功率变小，故C错误； 由欧姆定律可知，电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值，所以，电压表与电流表示数的比值不变，故D错误。 故选：B。 （1）由电路图可知，开关闭合前，电路处于开路状态，但是电压表的两个接线柱通过变阻器与电源的正负极相连通； （2）开关闭合后，定值电阻R与滑动变阻器串联，电流表A测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压。根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律、串联电路的特点即可分别判断； 根据定值电阻两端的电压和电路的电流的变化，根据P=UI判断出R功率的变化； 电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值。 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用以及电路的动态分析，关键是电压表与电流表示数的比值为定值电阻的阻值。 7． 【答案】A 【解析】 【详解】CD．电阻丝R1与R2的材料相同，R1比R2更长，更细，所以R1的电阻比R2的电阻更大。将R1、R2并联在电路中，根据并联电路的特点可知，R1两端的电压等于R2两端的电压，根据欧姆定律可知，通过R1的电流小于通过R2的电流。故CD错误； A．根据 可知，两电阻两端电压相等，R1的电阻比R2的电阻大，工作相同时间，因此R1消耗的电能小于R2消耗的电能，故A正确； B．根据可知，R1的电功率小于R2的电功率，故B错误。 故选A。 8． 【答案】D 9． 【答案】D 【解析】AB．由图知，R1与R2并联，电流表A1测R1的电流，电流表A测并联的总电流，电压表测电源电压，则滑片移动时电压表的示数不变； 当滑动变阻器的滑片P向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，根据并联电阻的规律，总电阻变大，由P=可知，用电器消耗的总功率变小，故A不符合题意； 由欧姆定律可知，电压表V的示数与电流表A的示数的比值等于电路的总电阻，总电阻变大，则该比值变大，故B不符合题意； CD．因并联电路中各支路互不影响，所以通过R1的电流不变，即电流表A1示数不变， 滑片P向右移动时，变阻器连入电路中的电阻变大，由欧姆定律可知，通过变阻器的电流变小；根据并联电路电流的规律，电流表A的示数与电流表A1的示数的差值等于通过变阻器的电流，所以该差值变小，故C不符合题意； 因电压表示数不变、电流表A1示数不变，所以电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积不变，故D符合题意； 故选：D。 【点评】本题考查欧姆定律、并联电路的规律、电功率公式的运用，关键是电路的识别。 　 10．【答案】C 【解析】【分析】由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流，根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化，根据P=UI和可知两表的乘积和比值的变化． 【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流； AB．当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大，由I=可知，电路中的电流变小，由U=IR可知，R1两端的电压变小，故AB错误； C．由P=UI，电压表和电流表的示数均变小，所以两表示数的乘积变小，故C正确； D．电压表和电流表的示数的比值等于定值电阻的阻值，定值电阻的阻值不变，所以电压表和电流表的示数比值应不变，故D错误． 故选C． 【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，D选项是该题的难点，关键能够知道该比值其实为电阻，分析电阻的阻值是否发生变化即可． 　 二、填空题 11．【答案】（1）内能 （2）③ （3）900瓦 12．【答案】9；12.5。 【解析】（1）当闭合S、S1、断开S2时，滑动变阻器R1与定值电阻R2串联， P在中点时，R2的功率为0.9W， 根据P＝I2R2知，此时电路的电流为：I=0.3A， 根据I可得，电源电压为：U＝I（R2）＝0.3A9V； （2）当闭合S、S2、断开S1时，滑动变阻器R1与小灯泡串联，根据图乙知，当小灯泡的电功率为1.6W时，小灯泡两端的电压为4V， 根据P＝UI知，此时电路的电流：I′=0.4A， 根据串联电路电压的规律知，滑动变阻器两端的电压：U2＝U﹣UL＝9V﹣4V＝5V， 则滑动变阻器连入电路中的阻值：R′2=12.5Ω。 13．【答案】电功 Kwh 额定电压为220V 允许通过的最大电流为5A 交流电的频率为50Hz 14．【答案】 135W 15．【答案】4；8；3，4.5 【解析】【分析】电流表测电路电流，电压表测外电路电压，即滑动变阻器电压； （1）当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路短路，电路电流为短路电流，等于电源电压与电源内阻的比值；当滑动变阻器接入电路的阻值与电源内阻阻值相等时，电源输出功率最大，根据图象数据，应用欧姆定律与电功率公式列方程，求出电源电压，然后求出电池节数． （2）电源的输出功率与电源的总功率之比是电源的效率，滑动变阻器接入电路的阻值越大，电源效率越高，当滑动变阻器阻值全部接入电路时，滑动变阻器效率最高，由图丙所示图象，应用电功率公式及效率公式可以求出滑动变阻器的最大阻值． （3）由欧姆定律、串联电路特点及图象可以求出b点的坐标． 【解答】解：设电源电压为U，内阻为r； （1）由甲图，短路电流：I==3A， 当滑动变阻器电阻与电源内阻相等时，电源输出功率最大， 由于滑动变阻器接入电路的电阻与电源内阻相等， 由串联电路特点知，电源内阻电压等于滑动变阻器电压， 则滑动变阻器电压为U，R滑=r， 由乙图得：P最大====4.5W， 解得：U=6V，r=2Ω，每节干电池电压为1.5V，电源电压为6V，则电源由4节干电池组成． （2）电源效率η====，所以当滑动变阻器阻值全部接入电路时，电源的效率最高， 由丙图得：η═==0.8，解得R=8Ω； （3）R=8Ω，由丙图得：c（8，0.8）； 电路电流I===0.6A， Ua=U﹣Ir=6V﹣0.6A×2Ω=4.8V，得：a（0.6，4.8）； 在乙图，b的横坐标为：U=3V，得：b（3，4.5）； 故答案为：4；8；3，4.5． 【点评】本题难度较大，分析清楚电路结构、根据各图象获得所需信息，应用欧姆定律、电功率公式、效率公式等即可正确解题． 　 三、实验探究题 16．【答案】（1） （2）A 断开开关换接“50Ω 1.5A”滑动变阻器重新实验 （3）0.625 变化的 （4）缓慢调节滑动变阻器的滑片，同时观察电压表的示数，使其不能超过小灯泡额定电压值的1.2倍 17．【答案】（1） （2）闭合开关前滑动变阻器的滑片没有在阻值最大处或最左端 （3）要正确测量小灯泡的额定功率，可使灯泡两端的电压为额定电压，分别测出三组电流值，计算出电功率求平均值；因为电压表无法准确显示3.8V的刻度，所以可通过小柯的方法求平均值，这样比较合理。 四、综合题 18．【答案】（1）W=Pt=UIt=800V×100A×1.1h=88kW·h （2分） （2）（2分） （3）B（2分） 由图表可知，当距离为15m时，R2=500Ω。。此时控制电路电流 10mA=0.01A， 衔铁吸合，刹车系统工作。（以上1分） （1分） 19．【答案】（1）0.6 （2分） （2）当水箱中水位为2米时，控制电路电流Ia=0.1安，RF1=60欧，此时 =120欧，则R0=R总1−RF1=120欧−60欧=60欧 （2分） 当水箱中水位为1米时，RF2=90欧，R总2= RF2+ R0=90欧+60欧=150欧 （2分） 答：电流Ib为0.08安。 （3）注水系统从水位1米开始注水到2米，注水总体积V总=0.4米2×（2米−1米）=0.4米3，需要时间为t1，根据题意： 水位从2米下降至1米，需要的时间t2==400秒 （2分） 注水系统与喷淋系统同时工作时，工作电路电流做功 W=U2I2t1=220伏×2安×100秒=4.4×104焦 喷淋系统单独工作时，工作电路做功W′=U2I1t2=220伏×1安×400秒=8.8×104焦 W总= W+ W′=4.4×104焦+8.8×104焦=1.32×105焦 （2分） 答：工作电路消耗的电能是1.32×105焦。（其它合理解法也给分） 第 11 页，共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$