Question

【题目】某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=2×103kg，驱动电机的输入的最大电流I=400A，电压U=300V.在此行驶状态下，g=10m/s2.求：

(1)若该汽车所受阻力与车重的最大比值为0.15，驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率为P机，求该汽车可以达到的最大速度.

(2)设想改用纯太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积。（已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W,太阳到地球的距离r=1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%，球体的表面积公式S=4πR2.)

(3)太阳能是清洁能源，为什么在马路上很少看到纯太阳能汽车？我们可以从哪些方面对纯太阳能汽车进行改进，达到既充分利用太阳能又切实可行的目标？

Answer 1

【答案】(1)v=36m/s (2) S≈726.7m2 (3)提高太阳能电池的转化率、电机的驱动转化率和车的车重等

【解析】

（1）P机=90%UI=90%×300×400=108000W

F牵=f=0.15G车=3×103N

由P机=F牵·v；得v=36m/s

（2）当阳光垂直电池板入射时，所需电池板的面积最小，设为S，由题意得：

S·15%=P电 ；

带入得 S≈726.7m2

（3）由上问可知所需太阳能电池板的最小面积为726.7m2，太大了，不能够在马路上自由行驶，所以很少看到。我们可以通过提高太阳能电池的转化率、电机的驱动转化率和车的车重。可以从这些方面进行改进。