Question

太陽能被稱為21世紀的新能源．如圖所示是一輛太陽能實驗車．車上的太陽能電池板的有效面積S=8m²．在晴朗的天氣里，太陽光垂直照射到電池板每平方米面積上的輻射功率P=1kW，電池板產生的電壓U=120V，對車上的電動機提供I=10A的電流，請解答：
（1）寫出太陽能汽車工作時的能量轉化情況：太陽能電板利用太陽能將______能轉化為______能，再利用電動機來驅動汽車又轉化為______能．
（2）太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是多少？
（3）若此輛車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，汽車在水平路面上勻速行駛時．牽引力為120N，則汽車行駛的速度多大？
（4）寫出太陽能的兩個優點．______，______．

Answer 1

【答案】分析：（1）太陽能電池板可以將太陽能轉化為電能，太陽能汽車靠由太陽能轉化來的電能驅動，驅動時電能轉化為汽車的機械能，太陽能是一種清潔能源，在生活中的使用已經越來越廣泛．
（2）與電動機工作時的電流，由P=UI求出電動機正常工作時的功率；已知每平方米面積上能接收到太陽的功率及太陽能電池板的面積，求出太陽能電池板接太陽能的功率，然后求出太陽能電池板的效率．
（3）求出了電動機工作時的功率，已知電能轉化為機械能的效率，可求電動機的輸出功率；又知道牽引力的大小，利用P===Fv求汽車的行駛速度．
（4）太陽能清潔無污染、廉價、取之不盡用之不竭．
解答：解：（1）太陽電池將太陽能轉化成電能，電能又轉化成汽車的動能；
（2）電動機工作時的功率P₁=UI=120V×10A=1200W；
∵太陽光垂直照射到電池板每平方米面積上的輻射功率P=1kW，
∴電池板的有效面積S=8m²的太陽能接收到太陽的功率P₂=1000W×8=8000W，
所以太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是η=×100%=×100%=15%．
（3）設汽車的轉化效率為η₂，則汽車的機械功率為
P_機=P_電×η₂=1200W×75%=900W
當汽車勻速行駛時，P_機===Fv，
∴v===7.5m/s．
（4）太陽能的優勢：清潔無污染、取之不盡用之不竭．
故答案為：（1）太陽；電；機械；
（2）太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是15%；
（3）牽引力為120N，則汽車行駛的速度是7.5m/s；
（4）清潔無污染；取之不盡用之不竭．
點評：本題考查了太陽能電池板的轉換效率、求汽車的速度、太陽能的優點等知識，是一道計算題，難度適中，是一道中檔題．