Question

（2011?資陽）如圖所示是正在試驗中的某型號太陽能汽車，它的基本工作原理是把太陽能先轉化成電能存儲在車中的蓄電池中，蓄電池再對車中的電動機供電從而使車運動．此車內部蓄電池上標有“24V，300Ah”字樣，電動機的銘牌上標有“24V，20A”，若電動機線圈的電阻是0.2Ω，忽略一切摩擦，求：
（1）若太陽能的36%轉化成電能，要把該車蓄電池充滿需轉化多少太陽能？
（2）該車電動機正常工作25min，將消耗多少電能？
（3）電動機正常工作時線圈的發(fā)熱功率和電動機的機械功率．

Answer 1

分析：（1）先求出蓄電池充滿所存儲的電能，然后再求出需要的太陽能．
（2）由電動機銘牌可知，其額定電壓是24V，額定電流是20A，由W=UIt可以求出電動機消耗的電能．
（3）由電功率公式求出線圈的發(fā)熱功率，電動機總功率，總功率與發(fā)熱功率之差是電動機的機械功率．

解答：解：（1）蓄電池所存儲的電能W=UIt=24V×300A×3600s=2.592×10⁷J，
需要的太陽能W_太陽=

W

η

=

2.592×107J

36%

=7.2×10⁷J；
（2）電動機消耗的電能：
W_電動機=UIt=24V×20A×25×60s=7.2×10⁵J；
（3）電動機的熱功率P_熱=I²R=（20A）²×0.2Ω=80W，
電動機總功率P=UI=24V×20A=480W，
電動機的機械功率P_機=P-P_熱=480W-80W=400W；
答：（1）若太陽能的36%轉化成電能，要把該車蓄電池充滿需轉化7.2×10⁷J的太陽能．
（2）該車電動機正常工作25min，將消耗7.2×10⁵J電能．
（3）電動機正常工作時線圈的發(fā)熱功率是80W，電動機的機械功率是400W．

點評：本題考查了太陽能、電動機消耗的電能、熱功率與機械功率的計算，難度不大，應用電功與電功率公式即可正確解題．