Question

7．隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，汽車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴(yán)重．在這種情況下，目前正在研制開發(fā)的太陽能汽車具有更好的發(fā)展前景．如圖是一輛設(shè)計(jì)中的太陽能汽車動(dòng)力部分的電路簡(jiǎn)圖．設(shè)陽光輻射到車上太陽能電池的光能接收板上的功率1.0×10⁴W．行駛時(shí)，可通過改變滑動(dòng)變阻器的電阻來調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從而改變汽車行駛速度．當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí)，汽車的行駛速度最大，此時(shí)電壓表示數(shù)為180V，電流表示數(shù)為15A．
（1）使用太陽能有哪些優(yōu)點(diǎn)？
（2）汽車以最大速度行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多大？
（3）當(dāng)滑片向右移至某一位置時(shí)，汽車的行駛速度小于最大速度．此時(shí)電壓表示數(shù)為150V，電流表示數(shù)為10A，則此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小是多少？行駛1小時(shí)消耗電能多少焦？

Answer 1

分析 （1）太陽能是一種清潔、無污染、可再生能源，它能量豐富，取之不盡用之不竭，是一種新型的能源，越來越被廣泛利用；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí)，電路為電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)P=UI求出電動(dòng)機(jī)消耗的電功率；
（3）當(dāng)滑片向右移至某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表測(cè)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻，根據(jù)W=UIt求出行駛1小時(shí)消耗電能．

解答 解：（1）使用太陽能熱水器清潔無污染、安全，取之不盡用之不竭；
（2）當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí)，電路為電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單電路，電壓表測(cè)電源的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
則電源的電壓U=180V，
汽車以最大速度行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率：
P=UI=180V×15A=2700W；
（3）當(dāng)滑片向右移至某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表測(cè)電動(dòng)機(jī)兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流，
因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以，滑動(dòng)變阻器兩端的電壓：
U_滑=U-U_M=180V-150V=30V，
由I=$\frac{U}{R}$可得，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻：
R_滑=$\frac{{U}_{滑}}{I′}$=$\frac{30V}{10A}$=3Ω，
行駛1小時(shí)消耗電能：
W=UI′t=180V×10A×3600s=6.48×10⁶J．
答：（1）使用太陽能熱水器清潔無污染、安全，取之不盡用之不竭；
（2）汽車以最大速度行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為2700W；
（3）當(dāng)滑片向右移至某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為3Ω，行駛1小時(shí)消耗的電能為6.48×10⁶J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了太陽能的優(yōu)點(diǎn)和電功率公式、串聯(lián)電路的特點(diǎn)、歐姆定律、電功公式的應(yīng)用，要注意電動(dòng)機(jī)是非純電阻用電器．