Question

【題目】某廠家研制一種以蓄電池為驅動能源的環保汽車，總質量為2.5×103 kg，該汽車蓄電池充滿電一次，測試時可供汽車以某一速度勻速行駛150 km，蓄電池提供給電動機的工作電流為50 A，工作電壓為300 V，汽車受到的阻力為車重的0.04。求：(g取10 N/kg)

(1)汽車在勻速行駛時受到的牽引力。

(2)若汽車動力裝置(包含蓄電池、電動機)的效率為75%，則蓄電池充滿一次電，使動力裝置儲蓄的能量為多少焦？

(3)太陽光照射到電池板上的輻射功率為1000 W/m2，電池板將太陽能轉換為電能的效率為15%，如果用太陽能電池作為該環保汽車的驅動能源，其他條件不變，求太陽能電池板的最小面積？

Answer 1

【答案】(1) 1×103 N。(2) 2×108 J。(3) 100 m2。

【解析】

（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，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；（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，則動力裝置對汽車做的功：W有用＝Fs＝1×103N×1.5×105m＝1.5×108J，由η＝×100%得，動力裝置儲存的電能：W總＝＝2×108J；（3）汽車行駛時電動機的功率為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．