Question

閱讀下列材料，按要求回答問題．
太陽能被稱為21世紀新能源．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）太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是________；
（2）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，則汽車行駛的速度為________，所受合力為________N．

Answer 1

解：（1）太陽能電池的面板接收到的太陽能的功率：
P_太=P₀S=1×10³W×8=8000W，
轉化為太陽能汽車的電功率：
P_電=UI=120V×10A=1200W，
太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率：
η₁=×100%=×100%=15%；
（2）汽車的機械功率：
P_機=P_電×η′=1200W×75%=900W
汽車勻速行駛的速度：
v===7.5m/s．
因汽車勻速行駛時，受到的力為平衡力，所以合力為0．
故答案為：（1）15%；（2）7.5m/s；0．
分析：（1）已知每平方米面積上能接收到太陽能的功率（總功率），還知道太陽能電池產生的電壓和供電動機正常工作的電流，可求電動機工作時的功率（有用功率），根據效率公式求太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率．
（2）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；汽車勻速行駛時受到的力為平衡力，其合力為0．
點評：本題主要考查了學生對功率的計算、電功率的計算、太陽能的轉化等知識點的理解和掌握，體現了物理與高科技相結合的思想．