Question

19．如圖所示是利用太陽能電池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，可供電動機正常工作的電流為10A．若該車連同兩名駕乘人員總重12000N，四個車輪與地面的總接觸面積為600cm²，求
（1）該車對地面的壓強為多大？
（2）該車的太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是多大？
（3）電動機正常工作時，將電能主要轉化為機械能，若轉化效率是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多少m/s？

Answer 1

分析 （1）放在水平面上的物體，對水平面的壓力大小等于物體重力，由p=$\frac{F}{S}$解題；
（2）已知每平方米面積上能接收到太陽的功率及太陽能電池板的面積，求出太陽能電池板接太陽能的功率，然后求出太陽能電池板的效率．
（3）由題知，電動機轉化為機械能時75%W_電=W_機械能和P_機=$\frac{{W}_{機}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算該車勻速行駛時的速度．

解答 解：（1）車對地面的壓力為F=G=12000N，
車對地面的壓強為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{12000N}{600×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）電動機正常工作時，太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率：η=$\frac{{P}_{電}}{{P}_{光}}$，
P_電=UI=120V×10A=1200W，
P_光=8m²×1000W/m²=8000W，
η=$\frac{{P}_{電}}{{P}_{光}}$=$\frac{1200W}{8000W}$×100%=15%；
（3）電動機正常工作時．將電能轉化為機械能，
電動機正常工作時．將電能轉化為機械能的效率是80%，即80%W_電動機=W_機械能，
由W=Pt可得：80%P_電t=P_機t，
所以P_機=80%P_電=80%×1200W=960W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，該車勻速行駛時的速度：
v=$\frac{{P}_{機}}{F}$=$\frac{960W}{150N}$=6.4m/s；
答：（1）該車對地面的壓強為2×10⁵Pa；
（2）該車的太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率是15%；
（3）機械；若轉化效率是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．

點評 本題考查了壓強、效率計算公式的應用，考查的知識點多，綜合性強．靈活運用公式，理解題意是關鍵．