Question

10．太陽能被稱為21世紀能源．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)動的一種新型汽車．如圖所示的是一輛太陽能實驗車，車上的太陽能電池接收太陽能的面板的有效面積S=10m²，太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率P₀=1kw，在睛朗的天氣，電池對著太陽時產(chǎn)生的電壓U=150V，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）此輛車的電動機將電能最終轉(zhuǎn)化為機械能的效率為60%，當汽車在水平路面上勻速行駛時，受到的牽引力為150N，測汽車行駛1小時的路程？

Answer 1

分析 （1）單位面積功率乘以面積是太陽能電池板的總功率，求出電功率，然后根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%求出太陽能電池的效率．
（2）先算出汽車的功率，由W=Pt=FS求出汽車行駛1小時的路程．

解答 解：（1）照射到太陽能電池板的太陽能總功率P_太陽=PS=1kW/m²×10m²=10kW=10⁴W，太陽能電池對外的供電功率P_供=UI=150V×10A=1500W，
太陽能電池的效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1500W}{1{0}^{4}W}$×100%=15%；
（2）汽車發(fā)動機的機械功率P_機=P_供×60%=1500W×60%=900W，
汽車在水平路面上勻速行駛，由W=Pt=FS，
則汽車勻速行駛1小時的路程S=$\frac{Pt}{F}$=$\frac{900W×3600s}{150N}$=2.16×10⁴m．
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1小時的路程是2.16×10⁴m．

點評 本題考查了太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率、功和功率等知識，難度適中，關(guān)鍵是熟練運用公式．通過本題還能進行節(jié)能、環(huán)保的教育．