解题思路:(1)牵引力做的功可以利用公式W=Fs来求得,在此题中首先要利用公式S=vt求得汽车通过的距离.
(2)能量的利用效率为有用功与总功的比值,也可以利用有用功率与总功率的比值来求得.在此题中太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为总功率,对汽车电动机提供的功率为有用功率,由此入手可以解决此题.
(3)太阳能的特点是太阳能十分巨大,产生能源总量多,并且供应时间长,分布广阔,获取方便,安全清洁,不会给环境带来污染.
(1)匀速运动,由二力平衡条件可知F=f=150N,
汽车在10分钟内通过的距离:
s=vt=6m/s×600s=3600m,
牵引力做的功:W=Fs=150N×3600m=5.4×105J.
(2)P总=nS=2000J/(s•m2)×6m2=12000W
P内加机械=UI=120V×10A=1200W,
P内=I2R=(10A)2×2Ω=200W,
P机械=P内加机械-P内=1200W-200W=1000W
η=
W有用
W总×100%=
P机械t
P总t×100%=[1000W/12000W]×100%=8.3%
(3)优点:使用过程中不会造成环境污染,更环保;
缺点:空间小,价格高,能量转化效率低,速度慢等.
答:(1)汽车行驶10min做功5.4×105J;
(2)太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率为8.3%;
(3)太阳能及其使用上的优点:使用过程中不会造成环境污染,更环保;
缺点:空间小,价格高,能量转化效率低,速度慢等.
点评:
本题考点: 功的计算;电功率的计算.
考点点评: 明确太阳能电池板接收的辐射功率为太阳能转化为电能过程中的总功率是解决此题的入手点.
知道效率既等于有用功与总功的比值,又等于有用功率与总功率的比值是解决此题的关键.