Question

无锡尚德太阳能公司在研发太阳能电池板领域处于国际领先地位，你可以在无锡的许多街道上看到这种电池板，它们会把大量的太阳能转化为电能．最近，科技人员设计了一种可移动式太阳能水上漂浮房，在其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．若电池板吸收的太阳能全用来提供推动漂浮房前进所需的能量，恰能使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，漂浮房受到水平方向的牵引力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．
（1）太阳能电池板的能量转化是怎样的？
（2）则在整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为多少牛？
（3）太阳能转化为机械能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）太阳能电池板是把太阳能转化成电能的装置；
（2）据题意，t=50s后，漂浮房做匀速直线运动，水平方向受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等；
（3）太阳能转化为机械能的效率等于机械能和太阳能的百分比，将数据代入效率公式计算即可．

解答：解：（1）据题意“太阳能电池板把大量的太阳能转化为电能”，因此太阳能电池板是将太阳能转化成电能的装置；
答：太阳能电池板的能量转化是太阳能转化成电能．
（2）由图可见，看出t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做匀速直线运动，因此受到的阻力大小与牵引力相等，为800N；
答：整个运动过程中，漂浮房受到的阻力大小为800N．
（3）太阳能转化为机械能的效率为：η=

P机械

P太阳

×100%=

FV

P太阳

×100%=

800N×2.5m/s

9.0×103W

×100%=22.2%
答：太阳能转化为机械能的效率是22.2%．

点评：此题综合性比较强，通过一个漂浮房的设计，涵盖了有关浮力、电学、能的转化、效率及运动学的知识，并且还以一个F-t图象，增加了题目的难度，要求学生对所涉及的知识点充分掌握和应用．