Question

随着低碳理念的普及，学校科技小组的同学拟设计一种以太阳能电池驱动的汽车．通过查阅资料得知：肇庆地区太阳光垂直照射时，每平方米太阳能电池板最大可提供150W的电功率．拟设计的太阳能汽车质量是500kg，它在平直路面上最快每秒可行驶15m，行驶过程中所受的平均阻力是车重的0.02倍．该汽车的驱动电机能够将90%的电功率转化为牵引汽车前进的机械功率．若该车在平直路面上以最高速度行驶，试通过计算回答下列问题（g取10N/kg）：
（1）驱动电机提供的推力是多少牛？
（2）驱动电机提供的机械功率是多少瓦？
（3）该车的太阳能电池板面积约为多大？（计算结果小数点后保留一位数字）

Answer

（1）该车做匀速运动，驱动电机提供的推力等于该车受到的阻力．
（2）已知该车速度，根据公式P=FV可求驱动电机提供的机械功率．
（3）已知每平方米太阳能电池板最大可提供的电功率和驱动电机提供的机械功率以及电功率转化率，可求该车的太阳能电池板面积．
【解析】
（1）驱动电机提供的推力F=f=0.02G=0.02mg=0.02×500kg×10N/kg=100N．
答：驱动电机提供的推力为100N．
（2）驱动电机提供的机械功率是P=FV=100N×15m/s=1500W．
答：驱动电机提供的机械功率是1500W．
（3）电功率转化率η===90%，
所以该车的太阳能电池板面积约为S≈11.1m2．
答：该车的太阳能电池板面积约为11.1m2．