Question

（1）太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m²，在晴朗的天气，太阳光照射到电池板每1m²面积上辐射功率为P₀=1.2KW,在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=160V，并对电动机提供I=12A的电流。则太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是       ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上以8m/s的速度匀速行驶时，受到的牵引力      N。
（2）新材料有半导体、超导材料和纳米材料。集成线路是由________材料制成的，人们能够利用超导体的             特性实现远距离、大功率送电。
（3）根据实验数据描出加热过程中杯内物质的温度随时间变化图象如图，t₂时刻，该物质处于        态（选填“固”、“液”、“固、液混合”），t₂与t₃相比，     时刻杯内物体内能较大。

（4）用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，滑轮组的机械效率η为     ％．上升过程中物体的      (机械/动／重力势)能没有发生变化。

（5）有一种半导体材料的电阻值随着温度的变化而明显改变，用这种材料制作的电阻称为热敏电阻。图13是某热敏电阻的阻值随温度变化的图象，小明同学用该热敏电阻和电压表设计了一只测量范围为0～100℃的水温表，图是这个水温表的原理图，图中的电压表量程为0～15V；定值电阻R₀的阻值为l00Ω。当水温达到100℃时，要求电压表的示数达到最大值。小明根据图像知道，该热敏电阻在100℃时的电阻值是     ，由此可知电源两极间的电压是       。

Answer 1

(1) 20%，150 (2)，半导体，零电阻（没有电阻）(3)固液混合（固液共存）， t₃    (4)83.3% ， 动能（5）100Ω，30V

（1）根据电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流，∴电动机消耗的电功率P=UI=160V×12A=1920W；
∵太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为P_总=1200W，电动机消耗的电功率P_电=1920W，P_总 = 1200W×8m²=9600W∴太阳能转化为电能的效率η=P_电/P_总 ×100%="1920W" /9600W×100%=20%；∵这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，
∴转化为机械能的功率：
P′=P_有用×75%=1.6kW×75%=1.2kW，
∵P′="W" /t ="Fs" /t =Fv，
∴牵引力：
F=P′ v ="1200W/" 8m/s =150N，
∵汽车匀速行驶，
∴f=F=150N．
(2) 半导体材料有许多独特的功能，根据半导体材料的特殊性质制成了特殊的元件．如：集成电路，超导材料的定义就是：有些材料在温度降到足够低的时候，它的电阻变为0．
（3）t ₂时刻，物质处于熔化的过程中，开始熔化但没有熔化完，此时的状态是固液混合状态．从t ₂到t ₃的时间段，物体要吸收热量，内能就会增加．（4）由图知n=3，s=3h，
读弹簧测力计可知，绳端的拉力F=2N，η=W_有用 /W_总 ="Gh/" Fs ="Gh" /F3h ="G/F3" ="5N" /2N×3 ≈83.3%．动滑轮被匀速提升，质量不变、速度不变、高度变大，动能不变、重力势能增大、机械能增大
(5)由图可知，当温度100℃时电阻为100Ω；
水温100℃时，电压表的示数为15V，
电路中的电流：
I=U_{0 /}R₀ ="15V" /100Ω =0.15A，
电源的电压：U=I（R+R₀）=0.15A×（100Ω+100Ω）=30V；