试题

太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m²，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P₀=1kW，在晴朗有天气，电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问
（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是多少？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）如果这辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？

解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P_太=P₀S=1000W×8=8000W；
答：太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是8000W；
（2）转化为太阳能汽车的电功率为
P_电=UI=120V×10A=1200W；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η₁=

P电

P太

=

1200W

8000W

×100%=15%；
答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）设汽车的转化效率为η₂，则汽车的机械功率为
P机=P电×η₂=1200W×75%=900W；
当汽车匀速行驶时，P_机=

W

t

=

FS

t

=FV；
v=

P机

F

=

900W

150N

=6m/s．
答：汽车的行驶速度是6m/s．
解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P_太=P₀S=1000W×8=8000W；
答：太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是8000W；
（2）转化为太阳能汽车的电功率为
P_电=UI=120V×10A=1200W；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η₁=

P电

P太

=

1200W

8000W

×100%=15%；
答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）设汽车的转化效率为η₂，则汽车的机械功率为
P机=P电×η₂=1200W×75%=900W；
当汽车匀速行驶时，P_机=

W

t

=

FS

t

=FV；
v=

P机

F

=

900W

150N

=6m/s．
答：汽车的行驶速度是6m/s．