Question

07北京理綜  7 、（18分）環保汽車將為2008年奧運會場館服務。某輛以蓄電池為驅動能源的環保汽車，總質量m＝3×10³ kg。當它在水平路面上以v＝36 km/h的速度勻速行駛時，驅動電機的輸入電流I＝50 A，電壓U＝300 V。在此行駛狀態下

⑴求驅動電機的輸入功率P_電；

⑵若驅動電機能夠將輸入功率的90%轉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）；

⑶設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。結合計算結果，簡述你對該設想的思考。

已知太陽輻射的總功率P₀＝4×10²⁶ W，太陽到地球的距離r＝1.5×10¹¹ m，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化效率約為15%。

Answer 1

⑴驅動電機的輸入功率

⑵在勻速行駛時      

汽車所受阻力與車重之比   。

⑶當陽光垂直電磁板入射式，所需板面積最小，設其為S，距太陽中心為r的球面面積

若沒有能量的損耗，太陽能電池板接受到的太陽能功率為，則

設太陽能電池板實際接收到的太陽能功率為P，

      由于，所以電池板的最小面積

                         

分析可行性并提出合理的改進建議。