◎ 题目

小明一次从网上看到一篇报道，说国外发明了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，这种汽车安装一只8m2的太阳能电池板，最高时速能达到72km/h．他觉得有点怀疑，于是从网上查到的一些相关数据：在晴朗的白天，地球表面每平方米能接收到太阳辐射的功率为1kW，太阳能电池的能量转化效率最高约为15%．假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg，车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍．请你根据以上数据，求： （1）这种太阳能汽车2小时所能行驶的路程； （2）这段时间内太阳能电池板能获取的能量； （3）通过计算分析一下这篇报道的真实性．（g取10N/kg）

◎ 答案

已知：太阳能电池板面积S=8m2，太阳辐射的功率为P′=1kW，最高时速v=72km/h．转化效率最高约为η=15%，太阳能电池车的质量m=750kg，平均阻力f=0.02G，时间t=2h=7200s． 求：（1）太阳能汽车2小时所能行驶的路程s=？；（2）太阳能电池板能获取的能量W=？． （1）∵v= s t ∴太阳能汽车2小时所能行驶的路程： s=vt=72km/h×2h=144km=1.44×105m； （2）∵在晴朗的白天，地球表面每平方米能接收到太阳辐射的功率为1kW， ∴8m2的太阳能电池板能接收到太阳辐射的功率为P=8×1kW=8kW=8000W， ∴太阳能电池板能获取的能量： W=Pt=8000W×7200s=5.76×107J； （3）太阳能电池的能量转化的机械能： W1=5.76×107J×15%=8.64×106J， 太阳能电池车的重力G=mg=750kg×10N/kg=7500N， 车辆行驶过程中的平均阻力（即车的牵引力）：F=f=0.02G=0.02×7500N=150N， 车辆行驶两小时做的功：W2=Fs=150N×1.44×105m=2.16×107J， W1＜W2，所以，获取的太阳能根本不可能供电池车行驶2小时，报道不真实． 答：（1）太阳能汽车2小时所能行驶的路程1.44×105m； （2）这段时间内太阳能电池板能获取的能量5.76×107J； （3）获取的太阳能根本不可能供电池车行驶2小时，报道不真实．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“小明一次从网上看到一篇报道，说国外发明了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，这种汽车安装一只8m2的太阳能电池板，最高时速能达到72km/h．他觉得有点怀疑，于是从网上查到的…”主要考查了你对  【功率的计算】，【焦耳定律的变形公式的应用】，【速度公式及其应用】  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。