问题描述:
如图是一种太阳能电车,太阳能电池板的面积为S=8m2,正常情况下每平方米面积上接收到的太阳能的平均功率为1kW,求:(1)如果太阳能电池的供电电压为120V,对电动机的正常供电电流是10A,电动机正常工作时,太阳能电池的光电转换效率是多少?
(2)如果电动机正常工作时,将电能转化为机械能的效率是75%,且该车沿水平路面匀速直线行驶的阻力是150N,则该车匀速行驶的速度是多大?
(3)如果该车本身的质量是90kg,每个轮子与地面的接触面积为50cm2,那么车停止在水平地面上时对地面的压强有多大?(g=10N/kg)
(4)请你说出目前太阳能利用中的一个缺点.
最佳答案:
(1)太阳能电池的吸收太阳能的总功率:P总=P0×8=1kW×8=8kW,
太阳能转化为电能的有用功率:P有=UI=120V×10A=1200W=1.2kW,
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率:η=
P有 |
P总 |
(2)电功率为P'=1200W,其中有75%转化为机械功率,故机械功率为P〃=1200W×75%,
再根据P〃=Fv可得:v=
P〃 |
F |
1200W×75% |
150N |
(3)太阳能电车对地面的压力:F压=G=mg=90kg×10N/kg=900N;
地面的受力面积:S=50×10-4m2×4=0.02m2;
汽车对水平地面的压强:p=
F压 |
S |
900N |
0.02m2 |
(4)太阳能在使用过程中也有一定的缺点,如太阳能太分散、功率受季节、时间因素影响大,转换时效率低等都影响了太阳能的广泛使用.
故答案为:(1)太阳能电池的光电转换效率是15%;
(2)该车匀速行驶的速度是6m/s;
(3)车停止在水平地面上时对地面的压强是4.5×105Pa;
(4)太阳能在使用过程中也有一定的缺点,如太阳能太分散、功率受季节、时间因素影响大,转换时效率低等都影响了太阳能的广泛使用.
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