Question

16．太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一．太阳能动力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的一种新型机动车．有一种太阳能实验车（研制过程的样品），它上面的太阳能接收板的有效面积为S=8m²，太阳晴朗且接收板对着太阳时，每平方米面积上能接收到太阳的辐射功率为1KW，太阳能电池产生的电压为U=120V，可供电动机正常工作的电流为I=10A．
求：（1）车上太阳能电池面板接收的辐射功率．
（2）若通电10min，太阳能电池产生的电流通过电动机所做的电功．
（3）在电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？

Answer 1

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，可求电流通过电动机所做的功；
（3）太阳能电池面板接受的辐射功率和照射时间，可求电池板接收的太阳能．根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率．

解答 解：（1）太阳能电池面板接受的辐射功率：P=8m²×1kW/m²=8kW=8000W；
（2）因为t=10min=600s，U=120V，I=10A，
所以，电流通过电动机所做的功：W_电=UIt=120V×10A×600s=720000J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，10min太阳能电池板接收的太阳能：W=Pt=8000w×600s=4800000J；
太阳能转化为电能的效率：η=$\frac{{W}_{电}}{W}$×100%=$\frac{720000J}{4800000J}$×100%=15%．
答：（1）车上太阳能电池面板接收的辐射功率为8000W．
（2）若通电10min，太阳能电池产生的电流通过电动机所做的电功为4800000J．
（3）在电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%．

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．