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环保汽车将为2008年奥运会场馆服务．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×103kg．当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
环保汽车将为2008年奥运会场馆服务．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×10
3
kg．当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300V．在此行驶状态下：
（1）求驱动电机的输入功率P
电
；
（2）若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P
机
，求汽车所受阻力与车重的比值（g取10m/s
2
）；
（3）设想改用太阳能电池给该车供电，其他条件不变，求所需太阳能电池板的最小面积．结合计算结果，简述你对该设想的思考．
已知太阳辐射的总功率P
0
=4×10
26
W，太阳到地球的距离r=1.5×10
11
m，太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%．
◎ 答案
（1）驱动电机的输入功率 P
电
=IU=1.5×10
4
W
故驱动电机的输入功率P
电
=1.5×10
4
W．
（2）在匀速行驶时：P
机
=0.9P
电
=Fv=fv，故有：
f=
0.9
P
电
v
，v=36km/h=10m/s，
带入数据得汽车所受阻力与车重之比为：
f
mg
=0.045
．
故汽车所受阻力与车重的比值为0.045．
（3）当阳光垂直电磁板入射式，所需板面积最小，设其为S，距太阳中心为r的球面面积：S
0
=4πr
2
．
若没有能量的损耗，太阳能电池板接受到的太阳能功率为P′，则
P′
P
0
=
S
S
0
①
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P，P=（1-30%）P
/②
所以由①②可得：
P
P
0
(1-30%)
=
S
S
0
由于P
电
=15%P，所以电池板的最小面积S=
P
S
0
0.7
P
0
=
4π
r
2
P
电
0.15×0.7×
P
0
≈101m
2
故所需最小面积为101m
2
．
分析可行性并提出合理的改进建议：现在还不能达到设计要求，要进一步提高太阳能电池转化率，减小车的质量，提高电动机效率．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“环保汽车将为2008年奥运会场馆服务．某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×103kg．当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，驱动电机的输入电流I=50A，电压U=300…”主要考查了你对 【平均功率和瞬时功率的区别】，【电功】，【电功率】，【能量守恒定律、第一类永动机】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/355666.html
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