Question

環(huán)保汽車在為2010年亞運(yùn)會(huì)服務(wù)中，受到世界各國(guó)運(yùn)動(dòng)員的一致好評(píng)．某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì) 量m＝3×10³kg.當(dāng)它在水平路面上以v＝36km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I＝50A，電壓U＝300V.在此行駛狀態(tài)下，

(1)求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出功率P_電；

(2)若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P_機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值(g取10m/s²)；

(3)設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積．結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考．

已知太陽(yáng)輻射的總功率P₀＝4×10²⁶W，太陽(yáng)到地球的距離r＝1.5×10¹¹m，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%.

Answer 1

答案：(1)1.5×10⁴W　(2)0.045　(3)101m²　對(duì)該設(shè)想的思考，只要正確即可

解析：(1)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P_電＝IU＝1.5×10⁴W

(2)在勻速行駛時(shí)P_機(jī)＝0.9P_電＝Fv＝fv，f＝0.9P_電/v，汽車所受阻力與車重之比f/mg＝0.045；

(3)當(dāng)太陽(yáng)光垂直電池板入射時(shí)，所需電池板面積最小，設(shè)其為S

距太陽(yáng)中心為r的球面面積S₀＝4πr²

若沒(méi)有能量損耗，太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能功率為P′，則＝

設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到的太陽(yáng)能功率為P

則P＝(1－30%)P′，所以＝

由于P_電＝15%P，所以電池板的最小面積

S＝＝＝101m²

對(duì)該設(shè)想提出合理的改進(jìn)建議，只要正確即可．