题目内容
1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是用太阳能电池把所接收到的太阳光能转化成电能供电动机工作的.假设车上的太阳能电池接收太阳光能的面板面积S=8 m2，正对太阳时能产生U=120 V的电压，并对车上的电动机提供I=10 A的电流，电动机的电阻R=4 Ω，太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P0=1.0×103 W,求：（1）该车的太阳能电池转化太阳光能为电能的效率η1是多大？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？
（2）太阳辐射的能量实际上是核聚变释放的核能，其热核反应方程是4
→
+2
，若质量m=1 kg的质子发生此核聚变所释放的核能完全转化为该车行驶的机械能，则能够维持该车行驶的最长时间是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,质子的摩尔质量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1）
解析（1）太阳能电池转化太阳光能为电能的效率：η1=
=15%电池把电能转化成机械能的效率：η2=
=66.7%.（2）4个质子核聚变为1个氦核释放的核能：ΔE=(4mp-mα-2me)c2=4.15×10-12 J1 kg质子都参与核聚变所释放的能量：E=
.（3）设车行驶的最长时间为t，则E=（UI-I2R）tt=
=
=1.30×1011 s=4.12×103年.答案(1)15% 66.7%(2)4.12×103年
=15%电池把电能转化成机械能的效率：η2==66.7%.（2）4个质子核聚变为1个氦核释放的核能：ΔE=(4mp-mα-2me)c2=4.15×10-12 J1 kg质子都参与核聚变所释放的能量：E=.（3）设车行驶的最长时间为t，则E=（UI-I2R）tt===1.30×1011 s=4.12×103年.答案(1)15% 66.7%(2)4.12×103年 
练习册系列答案
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当前，多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在全球范围内展开：
，若质量m=
．问：
．若质子
，氦核
．正电
的质量分别为
，
，
，试求在1秒内参与上述热核反应的质子数目．