题目内容
太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型机动车．有一辆太阳能实验车，它上面的太阳能电池的接收板的有效面积为S=8m2，天气晴朗且接收板对着太阳时，能够接收到的太阳能的功率为P0=103 W/m2，太阳能电池输出的电压为U=120V，可供电动机正常工作的电流为I=10A．求：（1）在电动机正常工作时，功率是多少？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？
（3）若上述由太阳能电池供电的电动机正常工作时，电能的80%转化为机械能，且输出功率恒定．现用它通过一个滑轮组将质量m=100kg的重物匀速提升，如图所示，电机对绳子的拉力为500N，并在5s钟内将重物匀速提升了3.2m．通过计算（要有具体过程）在图中方框内画出滑轮组的绕绳方法．（g=10N/kg）
分析：（1）已知电压与电动机工作时的电流，由P=UI求出电动机正常工作时的功率．
（2）已知每平方米面积上能接收到太阳的功率及太阳能电池板的面积，求出太阳能电池板接太阳能的功率，然后求出太阳能电池板的效率．
（3）根据功率公式的变形公式求出绳子自由端移动的距离，然后根据绳子自由端移动的距离与重物上升的距离间的关系确定承重绳子的有效股数，然后确定滑轮组的绕法．
（2）已知每平方米面积上能接收到太阳的功率及太阳能电池板的面积，求出太阳能电池板接太阳能的功率，然后求出太阳能电池板的效率．
（3）根据功率公式的变形公式求出绳子自由端移动的距离，然后根据绳子自由端移动的距离与重物上升的距离间的关系确定承重绳子的有效股数，然后确定滑轮组的绕法．
解答：
解：（1）电动机工作时的功率P1=UI=120V×10A=1200W．
（2）能接收到太阳的功率P2=P0S=1000W×8=8000W，
所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是η=
×100%=
×100%=15%．
（3）电动机的输出功率P=1200W×80%=960W，
P=
=
=Fv，则电动机提升绳子的速度v=
=
=1.92m/s，
∵v=
，∴在t=5s内绳子自由端移动的剧烈s=vt=1.92m/s×5s=9.6m，
绳子自由端移动的距离是物体上升高度的n=
=
=3倍，
则滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组如图所示．
答：（1）电动机工作时的功率为1200W；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%．
（3）滑轮组如图所示．
解：（1）电动机工作时的功率P1=UI=120V×10A=1200W．（2）能接收到太阳的功率P2=P0S=1000W×8=8000W，
所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是η=
| P1 |
| P2 |
| 1200W |
| 8000W |
（3）电动机的输出功率P=1200W×80%=960W，
P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
| P |
| F |
| 960W |
| 500N |
∵v=
| s |
| t |
绳子自由端移动的距离是物体上升高度的n=
| s |
| h |
| 6.6m |
| 3.2m |
则滑轮组承重绳子的有效股数n=3，滑轮组如图所示．
答：（1）电动机工作时的功率为1200W；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%．
（3）滑轮组如图所示．
点评：本题考查了电功率的计算、求电池的效率、组装滑轮组等问题，本题的难度是最后一问，解题时要注意，被提升物体的重力是1000N，绳子拉力是500N，不要错误地认为承重绳子的有效股数n=2．
练习册系列答案
应用题天天练四川大学出版社系列答案
相关题目
太阳能动力车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机驱动的一种新型机动车．有一种太阳能实验车（如图所示为研制过程的样品），它上面的太阳能接收板的有效面积S=8m2，天气晴朗且接收板正对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳辐射的功率为P0=1kw，太阳能电池产生的电压为U=120V，可供电动机正常工作的电流为I=10A．