《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

21. 太阳能清洁无污染,是人类能源的宝库,某太阳能汽车总重力为4 000 N,顶部安装了太阳能电池板。如图所示,太阳光照射到太阳能电池板上,汽车每秒能吸收$6×10^3 J$的能量。

(1)若太阳能电池板持续接收太阳光照的时间为50 s,求汽车吸收的太阳能E。
(2)这辆汽车在某水平路面上匀速行驶时,受到的阻力为车重的0.02倍,则汽车受到的牵引力为多少?
(3)如果这辆汽车把太阳能转化为机械能的效率为80%,则汽车在该平面上能匀速行驶的速度为多少?

答案：
(1)解：已知汽车每秒吸收能量$P_{吸}=6×10^{3}\ J/s$，时间$t=50\ s$，根据$E=P_{吸}t$，可得汽车吸收的太阳能$E=6×10^{3}\ J/s×50\ s=3×10^{5}\ J$。
(2)解：汽车总重力$G=4000\ N$，阻力$f=0.02G=0.02×4000\ N=80\ N$，因为汽车匀速行驶，牵引力$F=f=80\ N$。
(3)解：太阳能转化为机械能的效率$\eta=80\%$，则每秒转化的机械能$W_{机}=\eta P_{吸}t_{1}=80\%×6×10^{3}\ J/s×1\ s=4800\ J$，功率$P=\frac{W_{机}}{t_{1}}=4800\ W$，由$P=Fv$得速度$v=\frac{P}{F}=\frac{4800\ W}{80\ N}=60\ m/s$。

22. 太阳能作为一种新能源,已被人类广泛使用,如太阳能路灯,其核心部件是光电板,光电板吸收太阳能转化为电能并储存起来。某兴趣小组要研究光电板吸收太阳能的多少与哪些因素有关,他们有如下猜想：
猜想1：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；
猜想2：光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；
猜想3：光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。
为了验证以上猜想,他们让光电板对相同的LED灯供电,进行了实验,记录的实验数据如表：
| 序号 | 光电板的面积$S/m^2 $| 光照时间t/min | 光电板颜色 | LED灯的发光时间t'/min |
| :--- | :--------------- | :------------ | :--------- | :--------------------- |
| 1 | 0.1 | 10 | 深蓝色 | 30 |
| 2 | 0.1 | 20 | 深蓝色 | 60 |
| 3 | 0.2 | 10 | 深蓝色 | 60 |
| 4 | 0.3 | 10 | 深蓝色 | 90 |
| 5 | 0.1 | 10 | 绿色 | 20 |
| 6 | 0.1 | 10 | 白色 | 5 |

(1)该实验中,光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间反映的。
(2)分析表中1、2(填表中的序号)两组数据得出的结论是：光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关。
(3)分析表中数据可知,制作太阳能光电板用深蓝色最好。
(4)分析表中1、3、4三组数据,得出的结论是：在光照时间和颜色不变时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关。

答案： 【解析】：
本题为探究题，主要考查控制变量法的应用及转换法的应用，分析表格中数据，光电板吸收太阳能的多少是通过LED灯的发光时间来反映的，这种研究方法叫转换法，分析表格数据时，根据控制变量法，分析要探究的因素发生改变，而其它因素都不发生改变的数据，从而得出结论，本题中要探究光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间的关系，应控制光电板的面积和颜色不变，只改变光照时间，从表格中可以看出，序号1和2符合要求，同理分析表格可知，制作太阳能光电板用深蓝色最好，在光电板的面积和颜色不变时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的光照时间有关；在光照时间和颜色不变时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关；在光照时间和面积不变时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的颜色有关。
【答案】：
(1)LED灯的发光时间。
(2)1、2。
(3)深蓝。
(4)在光照时间和颜色不变时，光电板吸收太阳能的多少与光电板的面积有关。