Question

一輛太陽能實驗車上的太陽能電池板的總面積為S=8m²，太陽光照射到電池板上單位面積上的輻射功率為P_o=1kw/m²，穩定時電池組可提供給電動機的電壓U=120V，工作電流為I=10A，電動機內阻為R=2Ω．已知該車在水平路面行駛時受到的阻力為F=150N，求：
（1）實驗車上所用的太陽能電池板的效率是多少？
（2）這輛車在該路面上行駛的最大速度是多大？

Answer 1

（1）太陽能電池的面板接受到太陽能的功率為：
P_太=P₀S=1KW/m²×8m²=8000W，
轉化為太陽能汽車的電功率為：
P_電=UI=120V×10A=1200W，
太陽能電池將太陽能轉化為電能的效率：
η=

P電

P太

×100%=

1200W

8000W

=15%．
（2）電動機線圈的發熱功率：P_熱=I²R=（10A）²×2Ω=200W，
P_機械=P_電-P_熱=1200W-200W=1000W，
這輛車在該路面上行駛的最大速度：
v=

P機械

F

=

1000W

150N

≈6.67m/s．
答：（1）實驗車上所用的太陽能電池板的效率是15%；
（2）這輛車在該路面上行駛的最大速度約為6.67m/s．