Question

【題目】太陽能清潔無污染，是人類能源的寶庫，某太陽能汽車總質量為400kg，頂部安裝了太陽能電池板，如圖所示，太陽光照射到地面時單位面積上的輻射功率為1.2×103W/m2，汽車上的太陽能電池板的有效面積為5m2。

（1）太陽能電池板能將太陽能轉化為電能，若太陽能電池板的轉換效率為40%，則轉換給汽車電動機的電功率是多少瓦？

（2）這輛汽車在某水平面上勻速行駛時，受到的阻力為車重的0.02倍，則汽車受到的牽引力為多少牛頓？

（3）如果這輛汽車的電動機經電能最終轉化為機械能的效率為80%，則汽車在該平面上勻速形的速度為多少米每秒？

Answer 1

【答案】（1）2.4×103W；（2）80N；（3）24m/s

【解析】

試題分析：（1）太陽能電池板能將太陽能轉化為電能，若太陽能電池板的轉化效率為40%則轉換的電功率為：P=ηPOS=40%×1.2×103W/m2×5m2=2.4×103W；（2）車的重力G=mg=400kg×10N/kg=4000N， 由于這輛汽車在某水平面上勻速行駛，則牽引力等于阻力； 故 F=f=0.02G=0.02×4000N=80N；（3）因為牽引力為F=80N,由P=W/t=FS/t=FV，可得：v=P/F=2.4×103W×80%/80N=24m/s。