Question

太陽能是21世紀重點開發的能源之一，太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉化為電能，再利用電動機來驅動的一種新型汽車．如圖所示是一輛太陽能實驗車，車上太陽能電池接收太陽能的面板的有效面積為S=6m²，當太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為P₀=1kW時，太陽能電池產生的電壓為U=120V，并對車上的電動機提供I=10A的電流．則這輛汽車上的太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是

20%

；如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，當汽車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時，受到的阻力是

150

N．

Answer 1

分析：知道太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率，可求太陽能電池的吸收太陽能的功率（總功率），知道太陽能電池產生的電壓和對車上的電動機提供的電流可求轉化為電能的有用功率，利用效率公式求太陽能轉化為電能的效率；
知道電能轉化為機械能的效率，可求電能轉化為機械能的有用功率，再利用P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求牽引力大小，進而根據二力平衡的條件求阻力大�。�

解答：解：太陽能電池的吸收太陽能的總功率：
P_總=P₀×6=1kW×6=6kW，
太陽能轉化為電能的有用功率：
P_有用=UI=120V×10A=1200W=1.2kW，
太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率：
η=

P有用

P總

=

1.2kW

6kW

=20%；
∵這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，
∴轉化為機械能的功率：
P′=P有用×75%=1.2kW×75%=0.9kW，
∵P′=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴牽引力：
F=

P′

v

=

900W

6m/s

=150N，
∵汽車勻速行駛，
∴f=F=150N．
故答案為：20%；150．

點評：本題考查了學生對功率公式、效率公式、二力平衡條件的掌握和運用，知識點多，要求靈活選用公式求解．