Question

【题目】如图所示为某汽车研究所研制的一种太阳能电动观光车。按照设计，其外壳的总体积为0.02 m3，为减轻车体自身的重量，外壳拟采用新近发现的一种强度相当于钢铁2～5倍的聚丙烯塑料制造。已知：观光车太阳能电池板面积为3 m2，车载蓄电池每次充电最多能储存4×107 J的电能。聚丙烯塑料的密度ρ塑＝1.1×103 kg/m3，取g＝10 N/kg.煤的热值为3×107 J/kg。

(1)太阳能电池板充电时是将________能转化为________能；

(2)该观光车外壳的质量是多少______？

(3)若该车其余部分的质量为242 kg，车轮与地面的接触总面积为0.05 m2，则该车静止时对水平地面的压强是多大______？

(4)若某地夏季9：00－17：00（共8个小时）太阳辐射的平均功率为1 000 W/m2，太阳能电池板的能量转化效率为25%，则在这8小时内，该观光车获得的电能为多少焦耳______？这些电能相当于燃烧多少煤产生的热量______？

Answer 1

【答案】太阳 电 22 kg 5.28×104 Pa 2.16×107 J 0.72 kg

【解析】

(1)太阳能电池板充电时是将太阳能转化为电能。
(2)该观光车外壳的质量

m1＝ρ塑V＝1.1×103kg/m3×0.02 m3＝22 kg

(3)该车静止时对水平地面的压力：

F＝G总＝（m1＋m2）g＝（22 kg＋242 kg）×10 N/kg＝2 640 N

对水平地面的压强：p＝＝＝5.28×104Pa

(4)在这8小时内，该观光车获得的太阳能：

E＝1 000 W/m2×3 m2×8×3 600 s＝8.64×107J

由η＝×100%可得，获得的电能：

W＝Eη＝8.64×107J×25%＝2.16×107J

相当于燃烧煤的质量m＝＝＝0.72 kg