Question

11．有一款太阳能汽车，太阳光照射到该车电池板上的总功率为8×10³W时，电池产生的电压是120V，该电压对车上电动机提供的电流是10A．
（1）太阳能电池板光电转化效率为15%；
（2）电动机每分钟消耗的电能为72000焦耳；
（3）若电动机线圈的电阻为2Ω，则电动机机械效率为83.3%．（机械摩擦忽略不计）

Answer 1

分析 （1）知道电池电压和对车上电动机提供的电流，利用P=UI计算电动机消耗的电功率；已知太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为8×10³W，又计算出了电动机消耗的电功率，太阳能转化为电能的效率等于电能功率和辐射总功率的比值；
（2）利用W=Pt求出消耗的电能；
（3）利用P=I²R求出电动机线圈消耗的功率，再利用电池的总功率求出其机械功率，根据效率公式求出其效率即可．

解答 解：（1）根据电池板对着太阳时产生的电压为160V，并对车上的电动机提供10A的电流，
电动机消耗的电功率P=UI=120V×10A=1200W；
太阳光照射到这辆车电池板上的辐射总功率为P_总=8×10³W，电动机消耗的电功率P_电=1600W，
太阳能转化为电能的效率η=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{总}}$×100%=$\frac{1200W}{8×1{0}^{3}W}$×100%=15%．
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得电动机每分钟消耗的电能为：W=Pt=1200W×60s=72000J；
（3）电动机线圈上消耗的功率为：P′=I²R=（10A）²×2Ω=200W
则转化的机械功率为P″=P-P′=1200W-200W=1000W．
故电动机的机械效率为：η=$\frac{P″}{P}$×100%=$\frac{1000W}{1200W}$×100%≈83.3%．
故答案为：15%；72000；83.3%．

点评 此题主要考查学生对于电功率公式、效率公式的理解和掌握，要熟悉电动机主要将电能转化为机械能是解题关键．