Question

Quaranta是當(dāng)前問世的外表最圓潤同時(shí)也最富動(dòng)感的太陽能汽車之一（如圖甲所示）．其前風(fēng)窗玻璃和頂蓋玻璃皆采用防太陽輻射的層壓玻璃制作而成，車身輕便靈活．電池完全由太陽能供能--通過安裝在車頂和前端的電池板收集太陽能．該太陽能汽車接收太陽光能的面板面積S=8m²，設(shè)太陽光照射到地面上1m²面積上的輻射功率P₀=1.0×10³W，太陽照射時(shí)太陽能電池產(chǎn)生的電壓U=120V，并對(duì)電動(dòng)機(jī)提供最大為10A的電流，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%．

材料　技術(shù)指標(biāo)	錳鋼	鋁合金	鈦合金	碳纖維
性能（強(qiáng)度）	強(qiáng)	較弱	較強(qiáng)	強(qiáng)
密度/（kg?m-3）	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

（1）車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射，主要是能阻擋太陽光中的

 

．
（2）若設(shè)計(jì)Quaranta車身的材料應(yīng)具有強(qiáng)度高且輕便的特點(diǎn)，則下表所列的材料中，最為理想的是

 

．
（3）太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的最大效率為

 

%．
（4）若該汽車先在水平路面上以最大機(jī)械功率P運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后再將功率減小到P₁，并保持此功率運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖線如圖乙所示，設(shè)運(yùn)動(dòng)過程中小車所受阻力恒定不變．則P₁=

 

W．

Answer 1

分析：（1）玻璃可以阻擋陽光中的紫外線；
（2）根據(jù)表格給出的信息，分析材料的特點(diǎn)選擇；
（3）求出獲得的太陽能與獲得的電能，然后求出效率；
（4）根據(jù)公式P=UI求出汽車的功率，由圖象求出車的速度，由公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求功率．

解答：解：
（1）車窗玻璃能有效防止來自太陽的輻射，主要是能阻擋太陽光中的紫外線；
（2）若設(shè)計(jì)Quaranta車身的材料應(yīng)具有強(qiáng)度高且輕便的特點(diǎn)，則根據(jù)表所列的材料中，最為理想的是碳纖維；
（3）太陽能屬于一次能源；太陽能電池的效率η=

W有用

W總

=

UIt

PSt

=

UI

PS

=

120V×10A

1×103W×8m2

=15%；
（4）已知U=120V，I=10A，電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η=80%．車的機(jī)械功率P=ηUI=80%×120V×10A=960W，
由圖乙所示可知，車以最大機(jī)械功率P運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為10m/s，
∵P=Fv，∴則車的牽引力F=

P

v

=

960W

10m/s

=96N，
由圖乙所示可知，車以最大機(jī)械功率P₁運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為6m/s，車的功率P₁=Fv=96N×6m/s=576W；
故答案為：
（1）紫外線；（2）碳纖維；（3）15%；（4）576．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合題，涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，但難度不大，認(rèn)真審題，應(yīng)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)即可正確解題．