Question

16．太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)開發(fā)利用的能源之一．太陽能動(dòng)力車是利用太陽能電池將接收到的太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)的一種新型機(jī)動(dòng)車．有一種太陽能實(shí)驗(yàn)車（研制過程的樣品），它上面的太陽能接收板的有效面積為S=8m²，太陽晴朗且接收板對(duì)著太陽時(shí)，每平方米面積上能接收到太陽的輻射功率為1KW，太陽能電池產(chǎn)生的電壓為U=120V，可供電動(dòng)機(jī)正常工作的電流為I=10A．
求：（1）車上太陽能電池面板接收的輻射功率．
（2）若通電10min，太陽能電池產(chǎn)生的電流通過電動(dòng)機(jī)所做的電功．
（3）在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多大？

Answer 1

分析 （1）已知太陽能電池接受太陽能的面板的有效面積和太陽光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率，從而可以求出太陽能電池的面板接收到的太陽能的功率；
（2）知道太陽能電池產(chǎn)生的電壓和供電動(dòng)機(jī)正常工作的電流，可求電流通過電動(dòng)機(jī)所做的功；
（3）太陽能電池面板接受的輻射功率和照射時(shí)間，可求電池板接收的太陽能．根據(jù)效率公式求太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率．

解答 解：（1）太陽能電池面板接受的輻射功率：P=8m²×1kW/m²=8kW=8000W；
（2）因?yàn)閠=10min=600s，U=120V，I=10A，
所以，電流通過電動(dòng)機(jī)所做的功：W_電=UIt=120V×10A×600s=720000J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，10min太陽能電池板接收的太陽能：W=Pt=8000w×600s=4800000J；
太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率：η=$\frac{{W}_{電}}{W}$×100%=$\frac{720000J}{4800000J}$×100%=15%．
答：（1）車上太陽能電池面板接收的輻射功率為8000W．
（2）若通電10min，太陽能電池產(chǎn)生的電流通過電動(dòng)機(jī)所做的電功為4800000J．
（3）在電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率是15%．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)功率的計(jì)算、功的計(jì)算、太陽能的轉(zhuǎn)化等知識(shí)點(diǎn)的理解和掌握，此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，屬于難題，此題體現(xiàn)了物理與高科技相結(jié)合的思想．