Question

（2013?昆山市一模）十二五期間，太陽能汽車是我國重點發展項目，余麗同學通過查閱資料得知：某品牌的太陽能輔助混合動力汽車，滿載時全車最大質量是1800kg，太陽能電池板11.5m²，太陽能電池板向電池充電平均每平方米可提供200W的電功率．該車以72km/h的速度勻速行駛時所受的平均阻力是車重的0.15倍．蓄電池組向電機提供工作電壓為450V．試通過計算回答下列問題（g取10N/kg）：
（1）汽車滿載時，在平直的路面上以72km/h的速度勻速行駛時牽引力是多少N？
（2）若廈門年平均日照時數約為2.2×10³小時，在廈門，這種汽車一年能將多少焦的太陽能轉化為電能？
（3）若汽油的燃燒值為4.6×10⁷J/kg，該汽車在廈門一年從陽光轉化的能量相當于燃燒多少千克汽油的能量？
（4）假設電池組輸出的電功率等于該車牽動汽車的機械功率，該車滿載時在平直路面上以72km/h的速度勻速行駛時，蓄電池組工作電流多少A？

Answer 1

分析：（1）已知滿載時車的最大質量，根據G=mg求出重力，再根據該車以72km/h的速度勻速行駛時所受的平均阻力是車重的0.15倍求出阻力，最后根據二力平衡的條件求出牽引力的大��；
（2）已知每平米太陽能電池板提供的功率和太陽能電池板的面積，求出提供的總功率，再根據W=Pt即可求出多少太陽能轉化為了電能；
（3）利用Q=mq即可求出汽油的質量；
（4）先根據P=Fv求出功率，然后根據P=UI即可求出電流．

解答：解：（1）汽車滿載時，重力為：G=mg=1800kg×10N/kg=18000N，此時阻力f=0.15G=0.15×18000N=2700N；由于汽車勻速行駛，因此牽引力F=f=2700N；
（2）11.5m²太陽能電池板提供的電功率：P=11.5×200W=2300W；則這種汽車一年轉化為電能的太陽能為：W=Pt=2300W×2.2×10³×3600s=1.8216×10¹⁰J；
（3）∵Q=mq
∴m=

Q

q

=

1.8216×1010J

4.6×107J/kg

=396kg；
（4）72km/h=20m/s
汽車滿載時的功率為：P=Fv=2700N×20m/s=54000W，
∵P=UI，
∴I=

P

U

=

54000W

450V

=120A．
答：（1）汽車滿載時，在平直的路面上以72km/h的速度勻速行駛時牽引力是2700N；
（2）若廈門年平均日照時數約為2.2×10³小時，在廈門，這種汽車一年能將1.8216×10¹⁰焦的太陽能轉化為電能；
（3）若汽油的燃燒值為4.6×10⁷J/kg，該汽車在廈門一年從陽光轉化的能量相當于燃燒396千克汽油的能量；
（4）蓄電池組工作電流120A．

點評：本題是一道電學和力學的綜合應用題，解決的是有關身邊實際問題，有意義，能從題中獲取有用信息并加以利用是本題的關鍵．