Question

太阳能被称为21世纪的新能源．如图所示是一辆太阳能实验车．车上的太阳能电池板的有效面积S=8m²．在晴朗的天气里，太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P=1kW，电池板产生的电压U=120V，对车上的电动机提供I=10A的电流，请解答：
（1）写出太阳能汽车工作时的能量转化情况：太阳能电板利用太阳能将______能转化为______能，再利用电动机来驱动汽车又转化为______能．
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？
（3）若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%，汽车在水平路面上匀速行驶时．牵引力为120N，则汽车行驶的速度多大？
（4）写出太阳能的两个优点．______，______．

Answer

（1）太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，太阳能汽车靠由太阳能转化来的电能驱动，驱动时电能转化为汽车的机械能，太阳能是一种清洁能源，在生活中的使用已经越来越广泛．
（2）与电动机工作时的电流，由P=UI求出电动机正常工作时的功率；已知每平方米面积上能接收到太阳的功率及太阳能电池板的面积，求出太阳能电池板接太阳能的功率，然后求出太阳能电池板的效率．
（3）求出了电动机工作时的功率，已知电能转化为机械能的效率，可求电动机的输出功率；又知道牵引力的大小，利用P===Fv求汽车的行驶速度．
（4）太阳能清洁无污染、廉价、取之不尽用之不竭．
【解析】
（1）太阳电池将太阳能转化成电能，电能又转化成汽车的动能；
（2）电动机工作时的功率P1=UI=120V×10A=1200W；
∵太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P=1kW，
∴电池板的有效面积S=8m2的太阳能接收到太阳的功率P2=1000W×8=8000W，
所以太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是η=×100%=×100%=15%．
（3）设汽车的转化效率为η2，则汽车的机械功率为
P机=P电×η2=1200W×75%=900W
当汽车匀速行驶时，P机===Fv，
∴v===7.5m/s．
（4）太阳能的优势：清洁无污染、取之不尽用之不竭．
故答案为：（1）太阳；电；机械；
（2）太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是15%；
（3）牵引力为120N，则汽车行驶的速度是7.5m/s；
（4）清洁无污染；取之不尽用之不竭．