题目内容

2．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受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．太阳能实验车上的太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积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，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U=120V，并对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（2）如果这辆汽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6 m/s．

分析 （1）已知每平方米面积上能接收到太阳能的功率（总功率），还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．
（2）求出了电动机工作时的功率，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

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=1×103W×8=8000W
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=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{太}}$×100%=$\frac{1200}{8000}$×100%=15%；
（2）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=$\frac{{P}_{机}}{F}$=$\frac{900}{150}$=6m/s．
故答案为：（1）15%；
（2）6

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

练习册系列答案
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