Question

（1）太陽能是21世紀重點發展的能源之一。太陽能汽車是利用太陽能電池將接收到的太陽能能轉化為電能，再利用電動機來驅動汽車的一種新型汽車。有一輛太陽能實驗車，車上太陽能電池接受太陽能的面板的有效面積為S=8m²，在晴朗的天氣，太陽光照射到電池板每1m²面積上輻射功率為P₀=1.2KW,在晴朗的天氣，電池對著太陽時產生的電壓為U=160V，并對電動機提供I=12A的電流。則太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是       ，如果這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，當汽車在水平路面上以8m/s的速度勻速行駛時，受到的牽引力      N。
（2）新材料有半導體、超導材料和納米材料。集成線路是由________材料制成的，人們能夠利用超導體的             特性實現遠距離、大功率送電。
（3）根據實驗數據描出加熱過程中杯內物質的溫度隨時間變化圖象如圖，t₂時刻，該物質處于        態（選填“固”、“液”、“固、液混合”），t₂與t₃相比，     時刻杯內物體內能較大。

（4）用滑輪組將一個重為5N的物體勻速提升10cm，滑輪組的機械效率η為     ％．上升過程中物體的      (機械/動／重力勢)能沒有發生變化。

（5）有一種半導體材料的電阻值隨著溫度的變化而明顯改變，用這種材料制作的電阻稱為熱敏電阻。圖13是某熱敏電阻的阻值隨溫度變化的圖象，小明同學用該熱敏電阻和電壓表設計了一只測量范圍為0～100℃的水溫表，圖是這個水溫表的原理圖，圖中的電壓表量程為0～15V；定值電阻R₀的阻值為l00Ω。當水溫達到100℃時，要求電壓表的示數達到最大值。小明根據圖像知道，該熱敏電阻在100℃時的電阻值是     ，由此可知電源兩極間的電壓是       。

Answer 1

(1) 20%，150 (2)，半導體，零電阻（沒有電阻）(3)固液混合（固液共存）， t₃    (4)83.3% ， 動能（5）100Ω，30V

（1）根據電池板對著太陽時產生的電壓為160V，并對車上的電動機提供10A的電流，∴電動機消耗的電功率P=UI=160V×12A=1920W；
∵太陽光照射到這輛車電池板上的輻射總功率為P_總=1200W，電動機消耗的電功率P_電=1920W，P_總 = 1200W×8m²=9600W∴太陽能轉化為電能的效率η=P_電/P_總 ×100%="1920W" /9600W×100%=20%；∵這輛汽車的電動機將電能最終轉化為機械能的效率為75%，
∴轉化為機械能的功率：
P′=P_有用×75%=1.6kW×75%=1.2kW，
∵P′="W" /t ="Fs" /t =Fv，
∴牽引力：
F=P′ v ="1200W/" 8m/s =150N，
∵汽車勻速行駛，
∴f=F=150N．
(2) 半導體材料有許多獨特的功能，根據半導體材料的特殊性質制成了特殊的元件．如：集成電路，超導材料的定義就是：有些材料在溫度降到足夠低的時候，它的電阻變為0．
（3）t ₂時刻，物質處于熔化的過程中，開始熔化但沒有熔化完，此時的狀態是固液混合狀態．從t ₂到t ₃的時間段，物體要吸收熱量，內能就會增加．（4）由圖知n=3，s=3h，
讀彈簧測力計可知，繩端的拉力F=2N，η=W_有用 /W_總 ="Gh/" Fs ="Gh" /F3h ="G/F3" ="5N" /2N×3 ≈83.3%．動滑輪被勻速提升，質量不變、速度不變、高度變大，動能不變、重力勢能增大、機械能增大
(5)由圖可知，當溫度100℃時電阻為100Ω；
水溫100℃時，電壓表的示數為15V，
電路中的電流：
I=U_{0 /}R₀ ="15V" /100Ω =0.15A，
電源的電壓：U=I（R+R₀）=0.15A×（100Ω+100Ω）=30V；