Question

世界人口已突破70億，人類對能源的利用越來越大，太陽能成為21世紀(jì)重點發(fā)展的新能源，假設(shè)有一輛太陽能實驗車，車上太陽能電池接收太陽能的面板的有效面積S=8m²，太陽能光照射到電池板每1m²面積上輻射為P₀=1KW．在晴朗的天氣，電池對著太陽產(chǎn)生的電壓為U=120V，并對車上電動機(jī)提供I=10A的電流，問：
（1）太陽能汽車是利用太陽能電池將接收的

 

能轉(zhuǎn)化為

 

能，再利用電動機(jī)來驅(qū)動的一種新型汽車．
（2）太陽能電池在工作過程中，只能有效利用一部分太陽能，上述的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？
（3）如果這輛汽車的電動機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，當(dāng)汽車在水平路面上沿直線勻速行駛時，受到的牽引力為150N，則汽車的行駛速度是多大．

Answer 1

分析：（1）太陽能電池板可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，太陽能汽車靠由太陽能轉(zhuǎn)化來的電能驅(qū)動，驅(qū)動時電能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，太陽能是一種清潔能源，在生活中的使用已經(jīng)越來越廣泛．
（2）與電動機(jī)工作時的電流，由P=UI求出電動機(jī)正常工作時的功率；已知每平方米面積上能接收到太陽的功率及太陽能電池板的面積，求出太陽能電池板接太陽能的功率，然后求出太陽能電池板的效率．
（3）求出了電動機(jī)工作時的功率，已知電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，可求電動機(jī)的輸出功率；又知道牽引力的大小，利用P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求汽車的行駛速度．

解答：解：（1）太陽能汽車是利用太陽能電池將接收的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動機(jī)來驅(qū)動的一種新型汽車；
（2）太陽能獲取功率為P=1000W/m²×8m²=8000W，p′=120V×10A=1200W，
效率η=

P′

P

×100%=

1200W

8000W

×100%=15%：
（3）電功率為P′=1200W，其中有75%轉(zhuǎn)化為機(jī)械功率，故機(jī)械功率為P″=1200W×75%，
再根據(jù)P″=Fv可得：
v=

1200W×75%

150N

6m/s．
故答案為：（1）太陽；電；（2）15%；（3）6m/s

點評：此題主要考查學(xué)生對功率的計算、功的計算、太陽能的轉(zhuǎn)化等知識點的理解和掌握，此題涉及到的知識點較多，屬于難題，此題體現(xiàn)了物理與高科技相結(jié)合的思想．