Question

環(huán)保汽車將為2008年奧運會場館服務(wù).某輛以蓄電池為驅(qū)動能源的環(huán)保汽車,總質(zhì)量m=3×10³ kg.當(dāng)它在水平路面上以v= 36 km/h的速度勻速行駛時,驅(qū)動電機的輸入電流I=50 A,電壓U=300 V.在此行駛狀態(tài)下

(1)求驅(qū)動電機的輸入功率P_電；

(2)若驅(qū)動電機能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進的機械功率P_機,求汽車所受阻力與車重的比值(g取10 m/s²)；

(3)設(shè)想改用太陽能電池給該車供電,其他條件不變,求所需的太陽能電池板的最小面積.結(jié)合計算結(jié)果,簡述你對該設(shè)想的思考.

已知太陽輻射的總功率P₀=4×10²⁶ W,太陽到地球的距離r=1.5×10¹¹m,太陽光傳播到達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%.

Answer 1

解：(1)驅(qū)動電機的輸入功率P_電=IU=1.5×10³ W.

(2)在勻速行駛時P_機=0.9P_電=Fv=fv

f=

汽車所受阻力與車重之比=0.045.

(3)當(dāng)陽光垂直電磁板入射時,所需板面積最小,設(shè)其為S,距太陽中心為r的球面面積S₀=4πr².

若沒有能量的損耗,太陽能電池板接收到的太陽能功率為P′,則

設(shè)太陽能電池板實際接收到的太陽能功率為P,

P=(1-30%)P′

由于P_電=15%P,所以電池板的最小面積

S==101 m².