Question

11．有一款太陽能汽車，太陽光照射到該車電池板上的總功率為8×10³W時(shí)，電池產(chǎn)生的電壓是120V，該電壓對(duì)車上電動(dòng)機(jī)提供的電流是10A．
（1）太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率為15%；
（2）電動(dòng)機(jī)每分鐘消耗的電能為72000焦耳；
（3）若電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2Ω，則電動(dòng)機(jī)機(jī)械效率為83.3%．（機(jī)械摩擦忽略不計(jì)）

Answer 1

分析 （1）知道電池電壓和對(duì)車上電動(dòng)機(jī)提供的電流，利用P=UI計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；已知太陽光照射到這輛車電池板上的輻射總功率為8×10³W，又計(jì)算出了電動(dòng)機(jī)消耗的電功率，太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率等于電能功率和輻射總功率的比值；
（2）利用W=Pt求出消耗的電能；
（3）利用P=I²R求出電動(dòng)機(jī)線圈消耗的功率，再利用電池的總功率求出其機(jī)械功率，根據(jù)效率公式求出其效率即可．

解答 解：（1）根據(jù)電池板對(duì)著太陽時(shí)產(chǎn)生的電壓為160V，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供10A的電流，
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P=UI=120V×10A=1200W；
太陽光照射到這輛車電池板上的輻射總功率為P_總=8×10³W，電動(dòng)機(jī)消耗的電功率P_電=1600W，
太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=$\frac{{P}_{電}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{1200W}{8×1{0}^{3}W}$×100%=15%．
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得電動(dòng)機(jī)每分鐘消耗的電能為：W=Pt=1200W×60s=72000J；
（3）電動(dòng)機(jī)線圈上消耗的功率為：P′=I²R=（10A）²×2Ω=200W
則轉(zhuǎn)化的機(jī)械功率為P″=P-P′=1200W-200W=1000W．
故電動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率為：η=$\frac{P″}{P}$×100%=$\frac{1000W}{1200W}$×100%≈83.3%．
故答案為：15%；72000；83.3%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)于電功率公式、效率公式的理解和掌握，要熟悉電動(dòng)機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是解題關(guān)鍵．