Question

6．科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，它具有冬暖夏凉的优点，不仅为人们到海滨旅游提供了方便，而且节约了能源、减少了对环境的污染．某可移动式太阳能水上漂浮房的屋顶安装了太阳能电池板，接收太阳能的功率为9.0×10³W，能为该房供应热水和在水上移动等提供能量．
（1）漂浮房冬暖夏凉，利用了水的比热容较大的特性．
（2）若太阳能电池板只用来给水加热时，电池板两极的电压为200V，加热电阻丝的电阻为15Ω，设电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，则加热10min，水的内能增加了1.6×10⁶J．
（3）若电池板吸收的太阳能只用来提供推动漂浮房前进所需的能量，漂浮房在平静的水面上以恒定功率沿直线运动，运动过程中受到的阻力不变．从某一时刻开始，漂浮房受到承平方向的牵引力F随运动时间t的变化关系如图所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动．则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为800N，太阳能转化为机械能的效率为22.2%．

Answer 1

分析 （1）根据水的比热容较大的特性及扣款回答．
（2）太阳能电池板是将太阳能转化为电能的装置，因电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，利用电功的计算公式W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t计算电功，即可求出水的内能增加．
（3）由图可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小为800N，利用机械效率公式计算即可．

解答 解：（1）在相同情况下（质量或温度变化量）比热容大的物质吸收或放出的热量多，温度变化小，即达到冬暖夏凉，所以利用的是水的比热容大的特性；
（2）因电阻丝产生的电热全部转化为水的内能，所以水增加的内能E=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（{200V）}^{2}}{15Ω}$×10×60s=1.6×10⁶J；
（3）由图可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小为800N，
太阳能转化为机械能的效率为：η=$\frac{Fv}{{P}_{总}}$×100%=$\frac{800N×2.5m/s}{9×1{0}^{3}W}$×100%≈22.2%；
故答案为：比热容；1.6×10⁶；800；22.2%．

点评 本题通过一个漂浮房的设计，考查了比热容、能的转化、机械效率及运动学的知识，并且考查F-T图象的分析能力．