题目内容
太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图所示的是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S=8m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0=1kW，在晴朗有天气，电池对着太阳时产生的电压U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是多少？
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）如果这辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大？
分析：（1）已知太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积和太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率，从而可以求出太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率；
（2）知道太阳能电池产生的电压和供电动机正常工作的电流，可求电动机工作时的功率（有用功率），根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率．
（3）已知电能转化为机械能的效率，可求电动机的输出功率；又知道牵引力的大小，利用P=
=
=FV求汽车的行驶速度．
（2）知道太阳能电池产生的电压和供电动机正常工作的电流，可求电动机工作时的功率（有用功率），根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率．
（3）已知电能转化为机械能的效率，可求电动机的输出功率；又知道牵引力的大小，利用P=
| W |
| t |
| FS |
| t |
解答：解：（1）太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率为
P太=P0S=1000W×8=8000W；
答：太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是8000W；
（2）转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η1=
=
×100%=15%；
答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W；
当汽车匀速行驶时，P机=
=
=FV；
v=
=
=6m/s．
答：汽车的行驶速度是6m/s．
P太=P0S=1000W×8=8000W；
答：太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率是8000W；
（2）转化为太阳能汽车的电功率为
P电=UI=120V×10A=1200W；
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：
η1=
| P电 |
| P太 |
| 1200W |
| 8000W |
答：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W；
当汽车匀速行驶时，P机=
| W |
| t |
| FS |
| t |
v=
| P机 |
| F |
| 900W |
| 150N |
答：汽车的行驶速度是6m/s．
点评：此题主要考查学生对功率的计算、功的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握，此题涉及到的知识点较多，属于难题，此题体现了物理与高科技相结合的思想．
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