Question

隨著低碳理念的普及，學校科技小組的同學擬設計一種以太陽能電池驅(qū)動的汽車．通過查閱資料得知：肇慶地區(qū)太陽光垂直照射時，每平方米太陽能電池板最大可提供150W的電功率．擬設計的太陽能汽車質(zhì)量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行駛15m，行駛過程中所受的平均阻力是車重的0.02倍．該汽車的驅(qū)動電機能夠?qū)?0%的電功率轉(zhuǎn)化為牽引汽車前進的機械功率．若該車在平直路面上以最高速度行駛，試通過計算回答下列問題（g取10N/kg）：
（1）驅(qū)動電機提供的推力是多少牛？
（2）驅(qū)動電機提供的機械功率是多少瓦？
（3）該車的太陽能電池板面積約為多大？（計算結果小數(shù)點后保留一位數(shù)字）

Answer 1

【答案】分析：（1）該車做勻速運動，驅(qū)動電機提供的推力等于該車受到的阻力．
（2）已知該車速度，根據(jù)公式P=FV可求驅(qū)動電機提供的機械功率．
（3）已知每平方米太陽能電池板最大可提供的電功率和驅(qū)動電機提供的機械功率以及電功率轉(zhuǎn)化率，可求該車的太陽能電池板面積．
解答：解：（1）驅(qū)動電機提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N．
答：驅(qū)動電機提供的推力為100N．
（2）驅(qū)動電機提供的機械功率是P=FV=100N×15m/s=1500W．
答：驅(qū)動電機提供的機械功率是1500W．
（3）電功率轉(zhuǎn)化率η===90%，
所以該車的太陽能電池板面積約為S≈11.1m²．
答：該車的太陽能電池板面積約為11.1m²．
點評：本題考查推力、功率、面積等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，本題還告訴我們一定要廣泛應用太陽能，太陽能不但節(jié)省能源，還可以環(huán)保．