题目内容

能源危机制约着现代社会的发展，开发和利用可再生能源是人类立早自身解决能源问题的重要举措之一．
（1）目前，煤、石油、天然气等化石燃料成为最主要的能源，它们的大量使用打破了生物圈中碳循环的平衡，使大气中

二氧化碳

的含量迅速增加，导致全球气温升高．
（2）氢能源是我国正在开发的新能源之一．其使用的主要途径是设法构成原电池，从能量转换的角度看，原电池是一种

化学

转化为电能的装置．
（3 ）人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命．未来的新能源要能够大规模替代煤、石油、天然气等常规的、不可再生的能源，从理想的角度考虑，它必须满足许多条件，如：必须足够丰富，可以保证长期使用；必须足够便宜，可以保证多数人用得起；相关的制备、应用技术必须成熟，可以保证大规模使用等，除此之外，你认为还必须满足什么条件？试写出一条

环保

．
（4）电动汽车做为2008年北京奥运会服务的基础设施之一．它没有废气产生和噪声污染，受到各国运动员的欢迎．自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：

最大时速	20km/h	一次充电连续行驶里程	50km
一次充电最大耗电量	0.6kW?h	充电电压	220V
电机额定电压	36V	电机额定输出功率	180W
车质量	40kg	最大骑行噪声	≤62dB

则如果质量是60kg的人骑电动自行车以最大的时速匀速行驶30分钟，受到的平均阻力是人和车总重的0.028倍，那么这段时间内电动自行车克服阻力所做的功为

2.8×10⁵J

当电动自行车以最大时速行驶时，电机的工作电压等于额定电压，则此时电机的工作电流多少安．
如设想改用太阳能电池来替代蓄电池，则所需的太阳能电池板的面积至少应为

1.875m²

才能满足每天充电一次，连续行驶里程50km所需的电量．设太阳能电池板正常工作状态为阳光垂直照射时，按阳光垂直照射时，地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量，太阳能电池的转换效率为20%计算．（设浙江每天阳光垂直照射平均时间为2小时）

分析：（1）大量消耗石油和煤炭会带来环境污染问题，燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量；
（2）氢能源构成原电池，原电池工作时是将化学能转化为电能；
（3）从环保、污染少、节能等方面分析回答；
（4）①由题知电动自行车匀速行驶，根据二力平衡的知识知道牵引力的大小等于阻力大小，而阻力等于压力的0.028倍（压力根据F=G=mg计算），据此可求牵引力的大小，利用速度公式求电动车行驶的距离，利用W=Fs求电动自行车克服阻力所做的功；
②由表中知道电动机的额定功率和额定电压，利用P=UI求电机的工作电流；
③由铭牌知，每天充电一次连续行驶里程50km所需的电能为0.6kW?h，由地球表面每平方米面积上每秒内可获得800J的能量，太阳能电池的转换效率为20%，
可得关系式800J/（s?m²）×S×t×20%=0.6×3.6×10⁶J，据此求所需的太阳能电池板的面积．

解答：解：
（1）煤、石油、天然气等化石燃料燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量；
（2）原电池在工作时将化学能转化为电能；
（3）人类社会的不断进步，必然会带来新一轮的能源革命，未来的新能源必须满足环保的条件；
（4）①∵电动车在水平的路面上匀速行驶，
∴电动车的牵引力：
F=f=0.028G=0.028mg=0.028×（60kg+40kg）×10N/kg=28N，
行驶距离：
s=vt=20km/h×0.5h=10km=10000m，
电动自行车克服阻力所做的功：
W=Fs=28N×10000m=2.8×10⁵J；
②电机的工作电流：
I=

P额

U额

180W

36V

=5A；
③由题知，每天充电一次连续行驶里程50km所需的电能为0.6kW?h，
设太阳能电池板的面积为S，则800J/（s?m²）×S×t×20%=0.6×3.6×10⁶J，
即：800J/（s?m²）×S×7200s×20%=0.6×3.6×10⁶J，
解得：S=1.875m²．
故答案为：（1）二氧化碳；
（2）化学能；
（3）环保；
（4）①2.8×10⁵J；②电机的工作电流为5A；③1.875m²．

点评：本题是一道电学和力学的综合应用题，解决的是有关电动自行车的相关问题，有意义，能从基本参数表中得出有用信息并加以利用是本题的关键．