《2025年全程助学与学习评估九年级科学上册华师大版》

1. 关于电功,下列说法正确的是(D)
A.电流通过白炽灯做功时,电能只转化为光能
B.只有电能转化为机械能才算电流做功
C.通过导体的电流越大,电流做的功一定越多
D.电流做了多少功,就有多少电能转化为其他形式的能

答案： D

2. 如图所示,电阻$R_{1}和R_{2}$连接在电路中,它们的阻值之比是$1:3$,开关闭合2分钟,下列说法正确的是(D)

A.$R_{1}$、$R_{2}两端电压之比是1:3$
B.通过$R_{1}$、$R_{2}的电流之比是1:3$
C.电流通过$R_{1}$、$R_{2}所做电功之比是1:9$
D.电流通过$R_{1}$、$R_{2}所做电功之比是3:1$

答案： D

3. 某款手机锂电池上面标明电压为$3.7V$,容量为$3000mA\cdot h$,则它充满电后存储的电能为39960J；该手机的待机电流为$15mA$,则该手机最长待机时间为200h。

答案： 39960
200

4. 如图是一电动机提升物体的示意图。电源电压为$120V$,电动机将一个质量为$50kg的物体在1s内匀速上提0.9m$,电路中的电流为$5A$。$(g = 10N/kg)$
(1) 求该电动机工作1秒钟所产生的热量；
(2) 求电动机线圈的阻值；
(3) 当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,试解释为什么在这种情况下电动机容易烧坏。

【解析】本题的难点是理解在非纯电阻电路中欧姆定律不适用的原因及计算过程中公式的正确选择。可通过分析其能量转化关系来解决。电动机在工作时,电能转化为机械能和内能,可以表示为$W_{电}= W_{机}+Q$；$W_{电}$指的是电动机消耗的总电能,即电流通过电动机时所做的总功,求解公式为$W_{电}= UIt$；$W_{机}$指的是物体机械能的增加量,求解公式为$W_{机}= mgh$；因此产生的电热$Q = W_{电}-W_{机}$。由$W_{电}= W_{机}+Q$可知,$W_{电}＞Q$,即$UIt＞I^{2}Rt$,推导出$I＜\frac{U}{R}$,由此可知,在非纯电阻电路中欧姆定律不适用,所以求电动机线圈电阻应该用焦耳定律的推导式,即$R= \frac{Q}{I^{2}t}$。综上可知：当电动机被卡住时,电能全部转化为内能。
【答案】(1)$W = UIt = 120V×5A×1s = 600J$,$W_{机}= Gh = mgh = 50kg×10N/kg×0.9m = 450J$,$Q = W - W_{机}= 600J - 450J = 150J$
(2) 由$Q = I^{2}Rt$可得,电动机线圈阻值：$R= \frac{Q}{I^{2}t}= \frac{150J}{(5A)^{2}×1s}= 6Ω$
(3) 电动机被卡住时,电动机可看成纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,所以电动机温度过高,容易烧坏。

答案：
(1) $W_{电}=UIt=120\mathrm{V}×5\mathrm{A}×1\mathrm{s}=600\mathrm{J}$，$W_{机}=mgh=50\mathrm{kg}×10\mathrm{N/kg}×0.9\mathrm{m}=450\mathrm{J}$，$Q=W_{电}-W_{机}=600\mathrm{J}-450\mathrm{J}=150\mathrm{J}$
(2) 由$Q=I^{2}Rt$得，$R=\frac{Q}{I^{2}t}=\frac{150\mathrm{J}}{(5\mathrm{A})^{2}×1\mathrm{s}}=6\Omega$
(3) 电动机转子被卡住时，变为纯电阻电路，电流增大，电能全部转化为内能，产生热量过多，温度过高，故容易烧坏。