Question

【題目】某輛以蓄電池為驅動能源的環保汽車，總質量m=2×103kg，驅動電機的輸入的最大電流I=400A，電壓U=300V.在此行駛狀態下，g=10m/s2.求：

(1)若該汽車所受阻力與車重的最大比值為0.15，驅動電機能夠將輸入功率的90%轉化為用于牽引汽車前進的機械功率為P機，求該汽車可以達到的最大速度.

(2)設想改用純太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽能電池板的最小面積。（已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W,太陽到地球的距離r=1.5×1011m,太陽光傳播到達地面的過程中大約有30%的能量損耗,該車所用太陽能電池的能量轉化效率約為15%，球體的表面積公式S=4πR2.)

(3)太陽能是清潔能源，為什么在馬路上很少看到純太陽能汽車？我們可以從哪些方面對純太陽能汽車進行改進，達到既充分利用太陽能又切實可行的目標？

Answer 1

【答案】(1)v=36m/s (2) S≈726.7m2 (3)提高太陽能電池的轉化率、電機的驅動轉化率和車的車重等

【解析】

（1）P機=90%UI=90%×300×400=108000W

F牽=f=0.15G車=3×103N

由P機=F牽·v；得v=36m/s

（2）當陽光垂直電池板入射時，所需電池板的面積最小，設為S，由題意得：

S·15%=P電 ；

帶入得 S≈726.7m2

（3）由上問可知所需太陽能電池板的最小面積為726.7m2，太大了，不能夠在馬路上自由行駛，所以很少看到。我們可以通過提高太陽能電池的轉化率、電機的驅動轉化率和車的車重。可以從這些方面進行改進。