《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

20. 如图所示是我国某一款国产汽车,是一款完全依靠太阳能驱动的汽车;整车质量为1.2吨,动力电池容量为40 kW·h,安装有效率为90%的直流电动机作动力;若该车在某路段以54 km/h的速度匀速行驶时,所受阻力为车重的0.1倍,求:(g取10 N/kg)
(1)该车匀速行驶10 min,能行驶的路程。
(2)电动机的输出功率。
(3)若电能转化为机械能的效率为90%,则在充满电的情况下,最多行驶的距离。

答案： 【解析】：
（1） 根据速度公式 $v=\frac{s}{t}$ 的变形公式进行计算，其中 $v$ 是速度，$s$ 是路程，$t$ 是时间。已知速度 $v=54km/h$，时间 $t=10min=\frac{1}{6}h$，代入公式即可求出路程 $s$。
（2） 根据重力公式 $G=mg$ 计算出汽车的重力，其中 $m$ 是质量，$g$ 是重力加速度。再根据阻力与重力的关系 $f=0.1G$ 计算出阻力。由于汽车匀速行驶，牵引力 $F$ 等于阻力 $f$。最后根据功率公式 $P=Fv$ 计算出电动机的输出功率，其中 $v$ 是速度。
（3） 已知电池的容量和电能转化为机械能的效率，可以计算出电动机做的总功 $W$。再根据 $W=Fs$ 的变形公式 $s=\frac{W}{F}$ 计算出汽车最多行驶的距离。
【答案】：
(1) $v=54km/h=15m/s$，$t=10min=600s$
$s=vt=15m/s×600s= 9000m$；
综上：该车匀速行驶$10min$，能行驶的路程为 $9000m$；
(2)汽车的重力：
$G=mg=1.2×10^3kg×10N/kg=1.2×10^4N$；
汽车受到的阻力：
$f=0.1G=0.1×1.2×10^4N=1.2×10^3N$；
因为汽车匀速行驶，所以牵引力等于阻力，即 $F=f=1.2×10^3N$，
电动机的输出功率：
$P=Fv=1.2×10^3N×15m/s=1.8×10^4W$；
综上：电动机的输出功率为$1.8×10^4W$；
(3)电池容量 $W=40kW\cdot h=40×3.6×10^6J=1.44×10^8J$，
电能转化为机械能的效率为$90\%$，所以电动机做的有用功为：
$W_{有用}=W\eta=1.44×10^8J×90\%=1.296×10^8J$，
因为 $W_{有用}=Fs$，所以汽车最多行驶的距离：
$s=\frac{W_{有用}}{F}=\frac{1.296×10^8J}{1.2×10^3N}=1.08×10^5m$；
综上：在充满电的情况下，最多行驶的距离为$1.08×10^5m$。

21. 小华在探究电磁现象的实验中,设计了如图所示的实验装置。

(1)①在图甲中将磁体向下插入螺线管中时观察到灵敏电流计的指针向右偏转,由此可知,电路中有感应电流产生;
②将磁体从螺线管中向上拔出时,会观察到灵敏电流计的指针向左(选填“左”或“右”)偏转;
③通过前两步实验,可得出感应电流的方向与磁体运动的方向有关;
④学校的广播系统中,其中动圈式话筒(选填“扬声器”或“动圈式话筒”)是利用这个原理工作的。
(2)图乙装置的实验结果表明磁场对通电导体有力的作用;为了使实验效果更明显,图中金属棒ab最好选用______C(填字母代号)。
A. 铁棒 B. 玻璃棒 C. 铝棒 D. 铜棒

答案： 【解析】：
（1）①磁体向下插入螺线管中时，观察到灵敏电流计的指针向右偏转，说明电路中有电流产生，这是电磁感应现象；②将磁体从螺线管中向上拔出时，根据磁体运动方向与①中相反，且磁场方向不变，由①中指针右偏可知，此时指针会向左偏转；③通过前两步实验，磁体运动方向改变，感应电流方向改变，可得出感应电流的方向与磁体运动方向有关；④扬声器是将电信号转化为声信号，是利用通电导体在磁场中受力运动的原理；动圈式话筒是将声信号转化为电信号，是利用电磁感应原理工作的，所以是动圈式话筒利用这个原理工作。
（2）图乙装置中，金属棒ab中有电流通过，在磁场中受力运动，表明磁场对通电导体有力的作用；为了使实验效果更明显，金属棒ab应选用导电性能好且质量较小的材料，铁棒是磁性材料，会被磁铁吸引，影响实验效果；玻璃棒是绝缘体，不导电；铝棒和铜棒都是导体，但铝的密度比铜小，质量较小，在相同条件下，运动状态更容易改变，实验效果更明显，所以最好选用铝棒。
【答案】：
(1)①感应电流；②左；③磁体运动；④动圈式话筒；
(2)有力的作用；C