Question

19．如图所示是利用太阳能电池工作的一种新型动力车．它上面的太阳能接收板的有效面积为8m²，天气晴朗且接收板正对阳光时，每平方米面积上每秒钟能接收到太阳辐射的能量为1000J，太阳能电池提供的电压为120V，可供电动机正常工作的电流为10A．若该车连同两名驾乘人员总重12000N，四个车轮与地面的总接触面积为600cm²，求
（1）该车对地面的压强为多大？
（2）该车的太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？
（3）电动机正常工作时，将电能主要转化为机械能，若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是多少m/s？

Answer 1

分析 （1）放在水平面上的物体，对水平面的压力大小等于物体重力，由p=$\frac{F}{S}$解题；
（2）已知每平方米面积上能接收到太阳的功率及太阳能电池板的面积，求出太阳能电池板接太阳能的功率，然后求出太阳能电池板的效率．
（3）由题知，电动机转化为机械能时75%W_电=W_机械能和P_机=$\frac{{W}_{机}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv计算该车匀速行驶时的速度．

解答 解：（1）车对地面的压力为F=G=12000N，
车对地面的压强为：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{12000N}{600×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）电动机正常工作时，太阳能电池将太阳能转化为电能的效率：η=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{光}}$，
P_电=UI=120V×10A=1200W，
P_光=8m²×1000W/m²=8000W，
η=$\frac{{P}_{电}}{{P}_{光}}$=$\frac{1200W}{8000W}$×100%=15%；
（3）电动机正常工作时．将电能转化为机械能，
电动机正常工作时．将电能转化为机械能的效率是80%，即80%W_电动机=W_机械能，
由W=Pt可得：80%P_电t=P_机t，
所以P_机=80%P_电=80%×1200W=960W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，该车匀速行驶时的速度：
v=$\frac{{P}_{机}}{F}$=$\frac{960W}{150N}$=6.4m/s；
答：（1）该车对地面的压强为2×10⁵Pa；
（2）该车的太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）机械；若转化效率是80%，且该车沿水平路面匀速行驶时所获得的牵引力是150N，则该车匀速行驶的速度是6.4m/s．

点评 本题考查了压强、效率计算公式的应用，考查的知识点多，综合性强．灵活运用公式，理解题意是关键．