Question

Quaranta是当前问世的外表最圆润同时也最富动感的太阳能汽车之一（如图甲所示）．其前风窗玻璃和顶盖玻璃皆采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成，车身轻便灵活．电池完全由太阳能供能--通过安装在车顶和前端的电池板收集太阳能．该太阳能汽车接收太阳光能的面板面积S=8m²，设太阳光照射到地面上1m²面积上的辐射功率P₀=1.0×10³W，太阳照射时太阳能电池产生的电压U=120V，并对电动机提供最大为10A的电流，电动机把电能转化为机械能的效率为80%．

材料　技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/（kg?m-3）	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

（1）车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射，主要是能阻挡太阳光中的

 

．
（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则下表所列的材料中，最为理想的是

 

．
（3）太阳能电池将太阳能转化为电能的最大效率为

 

%．
（4）若该汽车先在水平路面上以最大机械功率P运动，一段时间后再将功率减小到P₁，并保持此功率运动，其运动的速度时间图线如图乙所示，设运动过程中小车所受阻力恒定不变．则P₁=

 

W．

Answer 1

分析：（1）玻璃可以阻挡阳光中的紫外线；
（2）根据表格给出的信息，分析材料的特点选择；
（3）求出获得的太阳能与获得的电能，然后求出效率；
（4）根据公式P=UI求出汽车的功率，由图象求出车的速度，由公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求功率．

解答：解：
（1）车窗玻璃能有效防止来自太阳的辐射，主要是能阻挡太阳光中的紫外线；
（2）若设计Quaranta车身的材料应具有强度高且轻便的特点，则根据表所列的材料中，最为理想的是碳纤维；
（3）太阳能属于一次能源；太阳能电池的效率η=

W有用

W总

=

UIt

PSt

=

UI

PS

=

120V×10A

1×103W×8m2

=15%；
（4）已知U=120V，I=10A，电动机把电能转化为机械能的效率为η=80%．车的机械功率P=ηUI=80%×120V×10A=960W，
由图乙所示可知，车以最大机械功率P运动时的速度为10m/s，
∵P=Fv，∴则车的牵引力F=

P

v

=

960W

10m/s

=96N，
由图乙所示可知，车以最大机械功率P₁运动时的速度为6m/s，车的功率P₁=Fv=96N×6m/s=576W；
故答案为：
（1）紫外线；（2）碳纤维；（3）15%；（4）576．

点评：本题是一道综合题，涉及的知识点很多，但难度不大，认真审题，应用相关知识点即可正确解题．