Question

【題目】如圖所示為某汽車研究所研制的一種太陽能電動觀光車。按照設計，其外殼的總體積為0.02 m3，為減輕車體自身的重量，外殼擬采用新近發現的一種強度相當于鋼鐵2～5倍的聚丙烯塑料制造。已知：觀光車太陽能電池板面積為3 m2，車載蓄電池每次充電最多能儲存4×107 J的電能。聚丙烯塑料的密度ρ塑＝1.1×103 kg/m3，取g＝10 N/kg.煤的熱值為3×107 J/kg。

(1)太陽能電池板充電時是將________能轉化為________能；

(2)該觀光車外殼的質量是多少______？

(3)若該車其余部分的質量為242 kg，車輪與地面的接觸總面積為0.05 m2，則該車靜止時對水平地面的壓強是多大______？

(4)若某地夏季9：00－17：00（共8個小時）太陽輻射的平均功率為1 000 W/m2，太陽能電池板的能量轉化效率為25%，則在這8小時內，該觀光車獲得的電能為多少焦耳______？這些電能相當于燃燒多少煤產生的熱量______？

Answer 1

【答案】太陽 電 22 kg 5.28×104 Pa 2.16×107 J 0.72 kg

【解析】

(1)太陽能電池板充電時是將太陽能轉化為電能。
(2)該觀光車外殼的質量

m1＝ρ塑V＝1.1×103kg/m3×0.02 m3＝22 kg

(3)該車靜止時對水平地面的壓力：

F＝G總＝（m1＋m2）g＝（22 kg＋242 kg）×10 N/kg＝2 640 N

對水平地面的壓強：p＝＝＝5.28×104Pa

(4)在這8小時內，該觀光車獲得的太陽能：

E＝1 000 W/m2×3 m2×8×3 600 s＝8.64×107J

由η＝×100%可得，獲得的電能：

W＝Eη＝8.64×107J×25%＝2.16×107J

相當于燃燒煤的質量m＝＝＝0.72 kg