Question

2．太陽能清潔無污染，是人類能源的寶庫，某太陽能汽車總質(zhì)量為400kg，頂部安裝了太陽能電池板，如圖所示，太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.2×10³W/m²，汽車上的太陽能電池板的有效面積為5m²．
（1）太陽能電池板能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，若太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率為40%，則轉(zhuǎn)換給汽車電動機的電功率是多少瓦？
（2）這輛汽車在某水平面上勻速行駛時，受到的阻力為車重的0.02倍，則汽車受到的牽引力為多少牛頓？
（3）如果這輛汽車的電動機經(jīng)電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為80%，則汽車在該平面上勻速行駛的速度為多少米每秒？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)太陽的輻射功率、有效面積和效轉(zhuǎn)換效率求出汽車的電動機功率；
（2）先求出其重力，因為勻速，牽引力等于摩擦力，根據(jù)摩擦力阻力與重力關系求出阻力即可解答；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv解答勻速行駛速度．

解答 解：（1）太陽能電池板能將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，若太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率為40%，
則轉(zhuǎn)換的電功率為：
P=ηP₀S=40%×1.2×10³W/m²×5m²=2.4×10³W；
（2）車的重力為：
G=mg=400kg×10N/kg=4000N，
由于這輛汽車在某水平面上勻速行駛，則牽引力等于阻力，故F=f=0.02G=0.02×4000N=80N；
（3）因為牽引力為F=80N，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得：
v=$\frac{P}{F}$=$\frac{2.4×1{0}^{3}W×80%}{80N}$=24m/s．
答：
（1）轉(zhuǎn)換給汽車電動機的電功率是2.4×10³W；
（2）汽車受到的牽引力為80N；
（3）汽車在該平面上勻速行駛的速度為24m/s．

點評 此題主要考查了功率、重力、二力平衡等知的求解，計算時注意公式變換以及單位統(tǒng)一．