Question

無錫尚德太陽能公司在研發(fā)太陽能電池板領域處于國際領先地位，你可以在無錫的許多街道上看到這種電池板，它們會把大量的太陽能轉化為電能．最近，科技人員設計了一種可移動式太陽能水上漂浮房，在其屋頂安裝了太陽能電池板，接收太陽能的功率為9.0×10³W，能為該房供應熱水和在水上移動等提供能量．若電池板吸收的太陽能全用來提供推動漂浮房前進所需的能量，恰能使漂浮房在平靜的水面上以恒定功率沿直線運動（運動過程中受到的阻力不變）．從某一時刻開始，漂浮房受到水平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關系如圖所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運動．
（1）太陽能電池板的能量轉化是怎樣的？
（2）則在整個運動過程中，漂浮房受到的阻力大小為多少牛？
（3）太陽能轉化為機械能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）太陽能電池板是把太陽能轉化成電能的裝置；
（2）據題意，t=50s后，漂浮房做勻速直線運動，水平方向受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等；
（3）太陽能轉化為機械能的效率等于機械能和太陽能的百分比，將數據代入效率公式計算即可．

解答：解：（1）據題意“太陽能電池板把大量的太陽能轉化為電能”，因此太陽能電池板是將太陽能轉化成電能的裝置；
答：太陽能電池板的能量轉化是太陽能轉化成電能．
（2）由圖可見，看出t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運動，因此受到的阻力大小與牽引力相等，為800N；
答：整個運動過程中，漂浮房受到的阻力大小為800N．
（3）太陽能轉化為機械能的效率為：η=

P機械

P太陽

×100%=

FV

P太陽

×100%=

800N×2.5m/s

9.0×103W

×100%=22.2%
答：太陽能轉化為機械能的效率是22.2%．

點評：此題綜合性比較強，通過一個漂浮房的設計，涵蓋了有關浮力、電學、能的轉化、效率及運動學的知識，并且還以一個F-t圖象，增加了題目的難度，要求學生對所涉及的知識點充分掌握和應用．