Question

10．太阳能被称为21世纪能源．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．如图所示的是一辆太阳能实验车，车上的太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积S=10m²，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P₀=1kw，在睛朗的天气，电池对着太阳时产生的电压U=150V，对车上的电动机提供I=10A的电流，试问：
（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（2）此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为60%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，测汽车行驶1小时的路程？

Answer 1

分析 （1）单位面积功率乘以面积是太阳能电池板的总功率，求出电功率，然后根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%求出太阳能电池的效率．
（2）先算出汽车的功率，由W=Pt=FS求出汽车行驶1小时的路程．

解答 解：（1）照射到太阳能电池板的太阳能总功率P_太阳=PS=1kW/m²×10m²=10kW=10⁴W，太阳能电池对外的供电功率P_供=UI=150V×10A=1500W，
太阳能电池的效率η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1500W}{1{0}^{4}W}$×100%=15%；
（2）汽车发动机的机械功率P_机=P_供×60%=1500W×60%=900W，
汽车在水平路面上匀速行驶，由W=Pt=FS，
则汽车匀速行驶1小时的路程S=$\frac{Pt}{F}$=$\frac{900W×3600s}{150N}$=2.16×10⁴m．
答：（1）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%．
（2）汽车行驶1小时的路程是2.16×10⁴m．

点评 本题考查了太阳能电池板的转换效率、功和功率等知识，难度适中，关键是熟练运用公式．通过本题还能进行节能、环保的教育．