Question

【題目】某廠家研制一種以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量為2.5×103 kg，該汽車蓄電池充滿電一次，測(cè)試時(shí)可供汽車以某一速度勻速行駛150km，蓄電池提供給電動(dòng)機(jī)的工作電流為50A，工作電壓為300V，汽車受到的阻力為車重的0.04倍．求：
（1）汽車在勻速行駛時(shí)受到的牽引力．
（2）若汽車動(dòng)力裝置（包含蓄電池、電動(dòng)機(jī)）的效率為75%，則蓄電池充滿一次電，使動(dòng)力裝置儲(chǔ)蓄的能量為多少焦？
（3）太陽光照射到電池板上的輻射功率為l000W/m2 ， 電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的效率為l5%，如果用太陽能電池作為該環(huán)保汽車的驅(qū)動(dòng)能源，其它條件不變，求太陽能電池板的最小面積？

Answer 1

【答案】
（1）∵汽車受到的阻力為車重的0.04倍，

∴汽車受到的阻力：f=0.04G=0.04mg=0.04×2.5×103kg×10N/kg=1×103N，

∵勻速度行駛時(shí)，汽車受到的牽引力與阻力大小相等，

∴受到的牽引力F=f=1×103N

答：汽車在勻速行駛時(shí)受到的牽引力為1×103N

（2）該汽車蓄電池充滿電一次，可供汽車行駛距離：s=150km=1.5×105m，

則動(dòng)力裝置對(duì)汽車做的功：W有用=Fs=1×103N×1.5×105m=1.5×108J，

由η= ×100%得，動(dòng)力裝置儲(chǔ)存的電能：

W總= = =2×108J

答：蓄電池充滿一次電，使動(dòng)力裝置儲(chǔ)蓄的能量為2×108J

（3）汽車行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率為P1，太陽光輻射到電池板的輻射功率為P2，太陽能電池板的最小面積為S，

則P1=UI=300V×50A=1.5×104W，

∵P2S×15%=P1，

∴S= = =100m2

答：太陽能電池板的最小面積為100m2

【解析】（1）根據(jù)G=mg和汽車受到的阻力為車重的0.04倍求出汽車受到的阻力，再根據(jù)汽車勻速行駛時(shí)受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力求出牽引力的大�。唬�2）知道該汽車蓄電池充滿電一次可行駛的距離和受到的牽引力，根據(jù)W=Fs求出動(dòng)力裝置對(duì)汽車做的功，再根據(jù)η= ×100%求出動(dòng)力裝置儲(chǔ)存的電能；（3）知道電動(dòng)機(jī)工作電壓和工作電流，根據(jù)P=UI求出汽車行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率，根據(jù)效率公式求出獲得的太陽能，再根據(jù)W=PS求出太陽能電池板的最小面積．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了二力平衡條件的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）才能正確解答此題．