Question

當(dāng)前，多種代用燃料汽車為主要內(nèi)容的“綠色汽車”工程在全球范圍內(nèi)展開：
（1）有一電動(dòng)汽車，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的部分電路圖如圖所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)分別是20A和110V，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2kw．求電動(dòng)機(jī)的線圈電阻．
（2）1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制太陽能汽車．汽車上的太陽能電池接受太陽光能的面板面積為S=8m²，正對(duì)太陽時(shí)能產(chǎn)生U=120V的電壓，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10A的電流，用此做電源開動(dòng)第（1）問中電動(dòng)汽車，太陽光照射到電池板單位面積上的輻射功率P₀=1Kw/m²，已知電動(dòng)機(jī)的效率η=80%，在水平路面行駛時(shí)車受到的阻力f=150N．那么，這輛實(shí)驗(yàn)車在該路面上行駛的最大速率為多少？它所用的太陽能電池板的效率為多大？

Answer 1

分析：（1）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律列出輸出功率、電壓和電流與線圈電阻的關(guān)系式，求出線圈電阻．
（2）當(dāng)實(shí)驗(yàn)車在水平路面上勻速行駛時(shí)，速度最大，此時(shí)牽引力等于阻力，根據(jù)功率公式求出最大速率．太陽能電池板接收到是太陽能，輸出是電能，根據(jù)電能與太陽能之比求出效率．

解答：解：
（1）根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得
      UI=P_出+I²r
得到r=

UI-P出

I2

代入解得  r=0.5Ω
（2）由題，電動(dòng)機(jī)的效率為η=80%，當(dāng)實(shí)驗(yàn)車在水平路面上勻速行駛時(shí)，速度最大，此時(shí)牽引力等于阻力，則有
    UIη=Fv_m，又f=F     
綜合得到v_m=6.4m/s 
所用的太陽能電池板的效率為η′=

UI

P0S

×100%=15%
答：
（1）電動(dòng)機(jī)的線圈電阻是0.5Ω．
（2）這輛實(shí)驗(yàn)車在該路面上行駛的最大速率為6.4m/s，它所用的太陽能電池板的效率為15%．

點(diǎn)評(píng)：本題中涉及兩個(gè)電路：一個(gè)電動(dòng)機(jī)電路，另一個(gè)是電池板電路，關(guān)鍵抓住能量是如何轉(zhuǎn)化的．