Question

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轉化為電能，再利用電動機來驅動汽車的一種新型汽車。如圖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="8" m²，太陽光照射到電池板每1m²面積上輻射功率為P₀=1KW，在晴朗的天氣，電池對著太陽時產生的電壓為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化為電能的效率是多少？
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勻速行駛時，受到的牽引力為150N，則汽車的行駛速度是多大？

Answer 1

解：（1）太陽能電池的面板接收到的太陽能的功率為
P_太= P₀S=1×10³×8W=8000W
轉化為太陽能汽車的電功率為
P_電=UI=120V×10A=1200W
太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率為
η_A= P_電/ P_太×100%=1200W/8000W=15%
（2）       設汽車的轉化效率為η₂，則汽車的機械功率為
P_機= P_電η₂=1200W×75%=900W
當汽車勻速行駛時，有
P_機=W/t=Fs/t=Fv,故F= P_機/v=900 /6=150（N）

略