Question

23.環(huán)保汽車將為2008年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量m=3×10³kg。當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸人電流I=50A，電壓U=300V。在此行駛狀態(tài)下

（1）求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P_電；

（2）若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P_機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g取l0m/s²）；

（3）設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電，其他條件不變，求所需太陽(yáng)能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考。

已知太陽(yáng)輻射的總功率P₀=4×l0²⁶W，太陽(yáng)到地球的距離r=1.5×10¹¹ m，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。

Answer 1

（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率P_電=IU=15×10³W

（2）在勻速行駛時(shí)P_機(jī)=0.9P_電=Fv=fv

f=0.9P_電/v

汽車所受阻力與車重之比f/mg=0.045

（3）當(dāng)陽(yáng)光垂直電池板入射時(shí)，所需板面積最小，設(shè)其為S

距太陽(yáng)中心為r的球面面積S₀＝4πr²

若沒(méi)有能量損耗，太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能功率為P′，則

設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到的太陽(yáng)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

分析可行性并提出合理的改進(jìn)建議