Question

【題目】某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m=2×103kg，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入的最大電流I=400A，電壓U=300V.在此行駛狀態(tài)下，g=10m/s2.求：

(1)若該汽車所受阻力與車重的最大比值為0.15，驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?/span>90%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率為P機(jī)，求該汽車可以達(dá)到的最大速度.

(2)設(shè)想改用純太陽能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽能電池板的最小面積。（已知太陽輻射的總功率P0=4×1026W,太陽到地球的距離r=1.5×1011m,太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗,該車所用太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%，球體的表面積公式S=4πR2.)

(3)太陽能是清潔能源，為什么在馬路上很少看到純太陽能汽車？我們可以從哪些方面對(duì)純太陽能汽車進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到既充分利用太陽能又切實(shí)可行的目標(biāo)？

Answer 1

【答案】(1)v=36m/s (2) S≈726.7m2 (3)提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化率、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化率和車的車重等

【解析】

（1）P機(jī)=90%UI=90%×300×400=108000W

F牽=f=0.15G車=3×103N

由P機(jī)=F牽·v；得v=36m/s

（2）當(dāng)陽光垂直電池板入射時(shí)，所需電池板的面積最小，設(shè)為S，由題意得：

S·15%=P電 ；

帶入得 S≈726.7m2

（3）由上問可知所需太陽能電池板的最小面積為726.7m2，太大了，不能夠在馬路上自由行駛，所以很少看到。我們可以通過提高太陽能電池的轉(zhuǎn)化率、電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化率和車的車重�？梢詮倪@些方面進(jìn)行改進(jìn)。