Question

【題目】太陽(yáng)能汽車以其節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而越來(lái)越受到人們的重視．如圖是新上市的太陽(yáng)能汽車的圖片和部分技術(shù)參數(shù)，請(qǐng)根據(jù)這些參數(shù)求：

電池板接受陽(yáng)光功率2000J/（sm2）

電池工作電壓是120V

電動(dòng)機(jī)工作電流是10A

電動(dòng)機(jī)線圈電阻為2歐

最高時(shí)速：50km/h

太陽(yáng)能電池的面板的有效面積為S=6m2

物理尺寸：2.5m×1.5m×1.4m

價(jià)格：人民幣55萬(wàn)

（1）當(dāng)太陽(yáng)能汽車以6m/s的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的阻力為150N，則汽車行駛10min做多少功？
（2）太陽(yáng)能汽車將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)機(jī)械能的效率為多大？
（3）結(jié)合題意，請(qǐng)你評(píng)價(jià)一下太陽(yáng)能及其使用上的優(yōu)缺點(diǎn)．

Answer 1

【答案】
（1）解：勻速運(yùn)動(dòng)，由二力平衡條件可知F=f=150N，

汽車在10分鐘內(nèi)通過(guò)的距離：

s=vt=6m/s×600s=3600m，

牽引力做的功：W=Fs=150N×3600m=5.4×105J．

答：汽車行駛10min做功5.4×105J；

（2）解：P總=nS=2000J/（sm2）×6m2=12000W

P內(nèi)加機(jī)械=UI=120V×10A=1200W，

P內(nèi)=I2R=（10A）2×2Ω=200W，

P機(jī)械=P內(nèi)加機(jī)械﹣P內(nèi)=1200W﹣200W=1000W

η= ×100%= ×100%= ×100%=8.3%

答：太陽(yáng)能汽車將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)機(jī)械能的效率為8.3%；

（3）解：優(yōu)點(diǎn)：使用過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染，更環(huán)保；

缺點(diǎn)：空間小，價(jià)格高，能量轉(zhuǎn)化效率低，速度慢等．

答：太陽(yáng)能及其使用上的優(yōu)點(diǎn)：使用過(guò)程中不會(huì)造成環(huán)境污染，更環(huán)保；

缺點(diǎn)：空間小，價(jià)格高，能量轉(zhuǎn)化效率低，速度慢等．

【解析】（1）牽引力做的功可以利用公式W=Fs來(lái)求得，在此題中首先要利用公式S=vt求得汽車通過(guò)的距離．（2）能量的利用效率為有用功與總功的比值，也可以利用有用功率與總功率的比值來(lái)求得．在此題中太陽(yáng)光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為總功率，對(duì)汽車電動(dòng)機(jī)提供的功率為有用功率，由此入手可以解決此題．（3）太陽(yáng)能的特點(diǎn)是太陽(yáng)能十分巨大，產(chǎn)生能源總量多，并且供應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，分布廣闊，獲取方便，安全清潔，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的功的計(jì)算和電功率的計(jì)算公式，需要了解功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是�！� 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能得出正確答案．