Question

人類對能源的需求越來越大，世界能源危機日益突出。如何充分利用和開發新能源，實現低碳減排，已成為世界各國共同關注的問題。6月5日是世界環境日，2010年我國的主題是“低碳減排，綠色生活”。目前，我國在開發、利用太陽能方面發展最快、最具潛力。

(1)你認為利用太陽能有哪些好處？

                                                              圖10

                                                   

(2)太陽能路燈已成為許多城鎮、鄉村的一道靚麗的風景線(如圖10所示)。太陽能路燈的太陽能電池板一般是由晶體態硅制成的，它能直接把太陽能轉化成電能，其主要材料是 (     )

A．磁性材料    B.納米材料    C.半導體     D.超導體

(3) 太陽能熱水器是采用光轉化為熱的方式利用太陽能的。我國太陽能熱水器已走進了千家萬戶。小明家的太陽能熱水器的采光面積是2.1m²。若我市向陽的地方每平方米的面積1h得到的太陽輻射能平均為3×10⁶J，每天接收太陽能的時間以8h計算，熱水器能把接收到的太陽能的50%轉化成水的內能，則正常情況下，該熱水器一天能把150kg、初溫為20℃的水加熱到多少℃？

(4)為了進一步利用太陽能，人們正在研發太陽能電動車。圖11是人們研制的太陽能電動三輪車，車子頂部的太陽能電池板將光能轉化為電能儲存在太陽能電池中，電池再給三輪車的電動機供電。

①小明同學設計的調節電動機轉速的簡化電路圖如圖12所示，若太陽能電池的電壓保持不變，調速電阻的最大阻值為50Ω。閉合開關S，當調速電阻的滑片P滑到最左端時車速最大，此時電流表示數5A，電動機電功率最大為1kW；當調速電阻的滑片P滑到最右端時車速最小，此時電流表示數為1A，求這時電動機的電功率是多少？

圖11

圖12

②制造太陽能電動三輪車車架有各種不同的新材料，部分材料的技術指標如下表所示：

材料 技術指標	錳鋼	鋁合金	鈦合金	碳纖維
性能（強度）	強	較弱	較強	強
密度（kg·m-3）	7.9103	3.0103	4.5103	1.6103

若讓你設計制造強度高并且輕便的三輪車，你選擇表中的哪種材料？若車架的體積約為5×10^-3m³ ，車架的質量是多大？

(5)今年的世界環境日，我國的主題是：“綠色消費，你行動了嗎？”。聯系生活實際，談談你應如何做？

Answer 1

 ⑴無污染、環保、可再生（或取之不盡、用之不竭） 

⑵  C     

⑶太陽能熱水器中的水一天吸收的熱量:

Q = 3×10⁶J×2.1×8×50%=2.52×10⁷J……

因為Q=cmΔt   所以     

 

………………

 

t₂  =t₁+Δt=20℃+40℃=60℃……………………….. 

（4）①由題意可知：當滑片P滑到最左端是電動機兩端的電壓等于太陽能電池的電壓,即：U_總=P/I=1000W/5A=200V……………………………

當滑片P滑到最右端時，滑動變阻器兩端的電壓

U₁ =IR =1A×50Ω=50V……………………………

此時，電動機兩端的電壓為：U=U_總- U₁=200V -50V=150V ……

電動機的功率：P_電機=IU=1A×150V =150W ……        

②應選碳纖維………   

車架的質量： m=ρV=1.6×10³Kg/m³×5×10^-3m³=8Kg………

（5）節約用水；節約用電（如：購買節能燈、購買符合節能標準的家電）；不使用一次性塑料袋；盡量騎自行車、步行、乘公交車出行；盡量購買小排量汽車等等。                                                                                   

（答出一條即可）…………………………………………………………                                                     

評分標準：本題共１4分，各小題占分見相應小括號內的分值。