问：1、太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少? 2、如果这辆汽车的电动机电能最终转化为机械能的效率 75%，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N，则汽车的行驶速度是多大?---**Question Stem:** 22. 太阳能是 21 世纪重点发展的能源之一, 太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能, 再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。 有一种太阳能实验车, 车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为 $S=8\text{m}^2$, 太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为 $P_0=1\text{kW}$。在晴朗的天气, 电池对着太阳时产生的电压为 $U=120\text{V}$, 并对车上的电动机提供 $I=10\text{A}$ 的电流, 试问:

视频信息

答案文本 复制

视频字幕 复制

太阳能汽车是21世纪重点发展的清洁能源汽车。它利用太阳能电池板将太阳光能转化为电能，再通过电动机将电能转化为机械能来驱动汽车。今天我们来分析一个太阳能实验车的能量转换效率问题。 现在我们来分析题目的已知条件。太阳能电池板的有效面积为8平方米，太阳光照射到每平方米面积上的辐射功率为1千瓦。电池产生的电压为120伏，提供给电动机的电流为10安培。第一步，我们需要计算太阳能电池接收到的总太阳能功率。根据功率等于功率密度乘以面积，得到总功率为8000瓦。 接下来计算太阳能电池的转换效率。第二步，根据电功率公式，电池产生的电功率等于电压乘以电流，即120伏乘以10安培，得到1200瓦。第三步，效率等于输出功率除以输入功率。将1200瓦除以8000瓦再乘以百分之百，得到太阳能电池的效率为15%。 第四步，我们需要计算电动机输出的机械功率。电动机的输入功率等于太阳能电池的输出功率，即1200瓦。题目告诉我们电动机将电能转化为机械能的效率是75%。因此，电动机输出的机械功率等于输入功率乘以效率，即1200瓦乘以0.75，得到900瓦。 最后一步，计算汽车的行驶速度。当汽车在水平路面上匀速行驶时，牵引力等于阻力，为150牛顿。牵引力的功率等于电动机输出的机械功率900瓦。根据功率等于力乘以速度的公式，速度等于功率除以力，即900瓦除以150牛顿，得到6米每秒。因此，太阳能电池的效率是15%，汽车的行驶速度是6米每秒。