题目内容

7．随着我国经济的发展，汽车数量迅猛增长，汽车排放的尾气造成的空气污染越来越严重．在这种情况下，目前正在研制开发的太阳能汽车具有更好的发展前景．如图是一辆设计中的太阳能汽车动力部分的电路简图．设阳光辐射到车上太阳能电池的光能接收板上的功率1.0×104W．行驶时，可通过改变滑动变阻器的电阻来调节电动机转速从而改变汽车行驶速度．当滑动变阻器滑片在最左端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表示数为180V，电流表示数为15A．
（1）使用太阳能有哪些优点？
（2）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率是多大？
（3）当滑片向右移至某一位置时，汽车的行驶速度小于最大速度．此时电压表示数为150V，电流表示数为10A，则此时滑动变阻器接入电路的电阻大小是多少？行驶1小时消耗电能多少焦？

分析 （1）太阳能是一种清洁、无污染、可再生能源，它能量丰富，取之不尽用之不竭，是一种新型的能源，越来越被广泛利用；
（2）当滑动变阻器滑片在最左端时，电路为电动机的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，根据P=UI求出电动机消耗的电功率；
（3）当滑片向右移至某一位置时，滑动变阻器与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电流表测电路中的电流，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电路中的电阻，根据W=UIt求出行驶1小时消耗电能．

解答 解：（1）使用太阳能热水器清洁无污染、安全，取之不尽用之不竭；
（2）当滑动变阻器滑片在最左端时，电路为电动机的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
则电源的电压U=180V，
汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率：
P=UI=180V×15A=2700W；
（3）当滑片向右移至某一位置时，滑动变阻器与电动机串联，电压表测电动机两端的电压，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U滑=U-UM=180V-150V=30V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此时滑动变阻器接入电路的电阻：
R滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{30V}{10A}$=3Ω，
行驶1小时消耗电能：
W=UI′t=180V×10A×3600s=6.48×106J．
答：（1）使用太阳能热水器清洁无污染、安全，取之不尽用之不竭；
（2）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率为2700W；
（3）当滑片向右移至某一位置时，滑动变阻器接入电路的电阻为3Ω，行驶1小时消耗的电能为6.48×106J．

点评 本题考查了太阳能的优点和电功率公式、串联电路的特点、欧姆定律、电功公式的应用，要注意电动机是非纯电阻用电器．

练习册系列答案
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