(2011?鎮(zhèn)江模擬)太陽能是21世紀(jì)重點發(fā)展的能源之一,太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能,再利用電動機來驅(qū)動汽車的一種新型汽車.如圖20所示的是一輛太陽能實驗車,車上太陽能電池接受太陽能的面板的有效面積為S=8m2,太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為Po=1kW/m2,在晴朗的天氣,電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓U=120V,并對車上的電動機提供I=10A的電流,試問:
(1)太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少?
(2)當(dāng)汽車以6m/s的速度在水平路面上勻速行駛時,受到的牽引力為150N,則汽車行駛10min做多少功?
分析:(1)能量的利用效率為有用功與總功的比值,也可以利用有用功率與總功率的比值來求得.在此題中太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為總功率,對汽車電動機提供的功率為有用功率,由此入手可以解決此題.
(2)牽引力做的功可以利用公式W=FS來求得,在此題中首先要利用公式S=vt求得汽車通過的距離.
解答:解:(1)太陽能電池的面板接受到太陽能的功率為:
P=P0S=1×103W/m2×8 m2=8000W,
轉(zhuǎn)化為太陽能汽車的電功率為:
P=UI=120V×10A=1200W,
太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率:
η=
P
P
×100%=
1200W
8000W
=15%

(2)汽車在10分鐘內(nèi)通過的距離:S=vt=6m/s×600s=3600m,
牽引力做的功:W=FS=150N×3600m=5.4×105J.
答:(1)太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是15%.
(2)汽車行駛10min做功5.4×105J.
點評:明確太陽能電池板接收的輻射功率為太陽能轉(zhuǎn)化為電能過程中的總功率是解決此題的入手點.
知道效率既等于有用功與總功的比值,又等于有用功率與總功率的比值是解決此題的關(guān)鍵.
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