Question

4．太阳能汽车是利用太阳能电池板将太阳能转化为电能工作的一种新型汽车，已知太阳辐射的总功率约为4×10²⁶W，太阳到地球的距离约为1.5×10¹¹m，假设太阳光传播到达地面的过程中约有40%的通量损耗，某太阳能汽车所用太阳能电池板接收到的太阳能转化为机械能的转化效率约为15%．汽车太阳能电池板的面积为8m²，如果驱动该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率20%来自于太阳能电池，则该太阳能汽车正常行驶所需的机械功率为（已知半径为r的球表体积为S=4πr²）（　　）

• A． 0.2kW
• B． 5kW
• C． 100kW
• D． 1000kW

Answer 1

分析 先根据太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率； 太阳能电池接收板的面积是8m²，根据能量损耗以及汽车接收到的比例可求得汽车接收到的太阳功率；再根据比例即可求得汽车的机械功率．

解答 解：太阳的总功率分布在半径是1.5×10¹¹m的球面上，则单位面积上的功率P₀=$\frac{4×1{0}^{26}}{4π{r}^{2}}$=$\frac{4×1{0}^{26}}{4×3.14×（1.5×1{0}^{11}）^{2}}$=1.42×10³W/m²；
汽车吸收到的太阳功率P₁=（1-40%）×15%P₀×8
则汽车需要的功率约为：P_总=$\frac{{P}_{1}}{20%}$=$\frac{0.6×0.15×1.42×1{0}^{3}}{0.2}$≈5Kw；
故选：B．

点评 本题考查能量的转化及守恒定律，要注意明确太阳辐射的能量均匀分布在球面上，同时注意明确汽车接收到的功率比例关系．