《2025年绩优学案九年级物理全一册北师大版》

9. 电能表是用来测量电能(选填“电能”“电压”或“电流”)的仪表。如图13-1-8所示是小明家10月月初和月末电能表的示数，若每度电的电费是0.5元，则这个月小明家要交83元的电费。

答案： 电能 83

10. 如图13-1-9甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图13-1-9乙所示。定值电阻R₁的阻值为10Ω，电源电压为6V。当滑片P在中点时，1 min内电路消耗的电能为108J。

答案： 10 6 108

11. 如图13-1-10所示，电源电压恒定，R₁的阻值为30 Ω，只闭合开关S，电流表的示数为0.2 A；再闭合开关S₁，电流表的示数变为0.5 A。求：
(1) 电源电压；
(2) 两开关均闭合时，1 min内整个电路消耗的电能。

答案： 解:由题图可知,闭合开关S,定值电阻R₁单独工作,电流表测量电路电流;再闭合S₁,两电阻并联,电流表测量干路电流。
(1)由欧姆定律I=U/R得电源电压U=I₁R₁=0.2 A×30 Ω=6 V
(2)两开关均闭合时,1 min 内电路消耗的电能W=UIt=6 V×0.5 A×1×60 s=180 J

12. (新技术)如图13-1-11所示是科技节上某实践小组设计的“环保节能生态小屋”。小屋采用的风光互补能源系统是由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成的，该系统有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。在强风或者晴天时，两种发电装置发出的电能不能立刻使用完，会将一部分电能充入蓄电池组中。已知蓄电池组的质量为75 kg，电池能量密度为0.2 kW·h/kg。为了增加蓄电池的使用寿命，在充电至蓄电池组容量的90%时停止充电，放电余留10%时停止放电。
(1) 0.2 kW·h/kg的物理意义是1 kg该蓄电池组储存的电能为0.2 kW·h。
(2) 风力发电机参数如下表所示，按照每天平均以3 m/s的风速发电4 h计算，风力发电机每天可以给小屋提供多少电能？
(3) 在风速为0.8 m/s的晴天启动能源系统工作5 h。已知该太阳能电池板1 m²面积上接收到的太阳平均辐射功率为1 kW，太阳能电池板的面积为10 m²，光电转化效率为16%，系统启动前蓄电池已达到停止电能输出的电量。若“环保节能生态小屋”一天用掉的总电能为2 kW·h，这天剩余电量能否完成一次蓄电池组完整的充电工作？

(4) 小明认为该“环保节能生态小屋”更适合建造在陕北，而小华认为更适合建造在陕南。你赞成谁的观点？简要说明你的观点和理由：建造在陕北更适合,陕北风大,太阳光照充足,可同时利用两种能量。

答案：
(1)1 kg该蓄电池组储存的电能为0.2 kW·h
解:
(2)由表中数据可知,风力发电机每天工作4 h可以给小屋提供的电能W₁=0.15×10⁴ J/s×4×3 600 s×30%=6.48×10⁶ J
(3)由表格数据可知风速为0.8 m/s时,风力发电机无法启动,只有太阳能电池板提供电能。工作5 h,太阳能电池板产生的电能W₂=1 000 W/m²×10 m²×5×3 600 s×16%=2.88×10⁷ J
由题意知,蓄电池组完成一次完整的充电,需要的电能W₃=0.2 kW·h/kg×75 kg×(90%-10%)=12 kW·h
太阳能电池板需要转化的电能W₄=12 kW·h+2 kW·h=14 kW·h=5.04×10⁷ J
W₂＜W₄,因此这天剩余电量不能完成一次完整的充电工作。
(4)建造在陕北更适合,陕北风大,太阳光照充足,可同时利用两种能量