Question

12．如圖所示是利用太陽能電源工作的一種新型動力車，它上面的太陽能接收板的有效面積為8m²，天氣晴朗且接收板正對陽光時，每平方米面積上每秒鐘能接收到太陽輻射的能量為1000J，太陽能電池提供的電壓為120V，可供電動機(jī)正常工作的電流為10A．
（1）太陽能屬于可（選填“可”或“不可”）再生能源．
（2）太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是15%．
（3）電動機(jī)正常工作時，電池的最大輸出功率為1200W，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，若轉(zhuǎn)化效率是80%，且該車沿水平路面勻速行駛時所獲得的牽引力是150N，則該車勻速行駛的速度是6.4m/s，駕駛員相對于汽車是靜止?fàn)顟B(tài)．

Answer 1

分析 （1）不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的屬于不可再生能源；可以在自然界里源源不斷的得到補(bǔ)充的屬于可再生能源；
（2）利用W=UIt求出電能，結(jié)合效率公式求出太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率；
（3）根據(jù)P=UI計算電動機(jī)的最大功率；電動機(jī)正常工作時，將電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；根據(jù)效率公式求出轉(zhuǎn)化的機(jī)械能，再求出功率，利用P=Fv計算速度；根據(jù)駕駛員與汽車是否發(fā)生位置變化判定駕駛員的狀態(tài)．

解答 解：
（1）太陽能可從自然界不斷獲得，屬可再生能源；
（2）太陽能電池1s輸出的電能：W=UIt=120V×10A×1s=1200J，
太陽能電池板1s接收的能量為：E=1000J/（m²•s）×8m²×1s=8000J，
則太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率：
η=$\frac{W}{E}$×100%=$\frac{1200J}{8000J}$×100%=15%；
（3）電動機(jī)的最大功率為：P=UI=120V×10A=1200W；
電動機(jī)工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；則電動機(jī)的輸出功率為：
P'=Pη'=1200W×80%=960W，
因為太陽能新型動力車做勻速直線運(yùn)動，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，該車勻速行駛的速度：
v=$\frac{P'}{F}$=$\frac{960W}{150N}$=6.4m/s；
以汽車為參照物，駕駛員與汽車沒有位置的變化，故是靜止的．
故答案為：（1）可；（2）15%；（3）1200W；機(jī)械能；6.4m/s；靜止．

點評 本題考查了對太陽能的認(rèn)識、太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率和功率公式的理解和掌握，體現(xiàn)了物理與高科技相結(jié)合的思想，屬于一道新能源利用好題．