Question

太阳能是21世纪重点发展应用的能源这一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动的一种新型汽车．如图所示，是一辆太阳能汽车动力部分的电路图，行驶时，通过改变滑动变阻器R的电阻来调节电动机M的转速，从而改变汽车行驶的速度，当滑动变阻器的滑片在最右端时，汽车的行驶速度最大，此时电压表的读数为120V，电流表的示数为10A．
（1）求汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；（需选择公式P=UI或P=U²/R）
（2）当汽车以最大速度行驶90min后，此时电动机消耗的电能为多大？这些能相当于多少kg的93^#汽油完全燃烧放出的热量？（93^#汽油的热值为4.5×10⁷J/Kg）

Answer 1

分析：（1）由电路图可知电压表测电动机两端的电压，电流表测通过电动机的电流，根据P=UI求出汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率；
（2）根据W=Pt求出汽车以最大速度行驶90min时电动机消耗的电能，根据Q=mq求出这些能相当于多少kg的93^#汽油完全燃烧放出的热量．

解答：解：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率：
P_电=UI=120V×10A=1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min时电动机消耗的电能：
W=Pt=1200W×90×60s=6.48×10⁶J；
（3）这些能相当于多少kg的93^#汽油完全燃烧放出的热量：
m=

Q

q

=

W

q

=

6.48×106J

4.5×107J/kg

=0.144kg．
答：（1）汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率为1200W；
（2）汽车以最大速度行驶90min电动机消耗的电能为6.48×10⁶J；相当于0.144kg的93^#汽油完全燃烧放出的热量．

点评：本题考查了电功率、电功、热量的计算，关键是公式及其变形式的灵活运用，是一道较为简单的计算题．