Question

能源危機制約著現代社會的發展，開發和利用可再生能源是人類立早自身解決能源問題的重要舉措之一．
（1）目前，煤、石油、天然氣等化石燃料成為最主要的能源，它們的大量使用打破了生物圈中碳循環的平衡，使大氣中

二氧化碳

的含量迅速增加，導致全球氣溫升高．
（2）氫能源是我國正在開發的新能源之一．其使用的主要途徑是設法構成原電池，從能量轉換的角度看，原電池是一種

化學

轉化為電能的裝置．
（3 ）人類社會的不斷進步，必然會帶來新一輪的能源革命．未來的新能源要能夠大規模替代煤、石油、天然氣等常規的、不可再生的能源，從理想的角度考慮，它必須滿足許多條件，如：必須足夠豐富，可以保證長期使用；必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；相關的制備、應用技術必須成熟，可以保證大規模使用等，除此之外，你認為還必須滿足什么條件？試寫出一條

環保

．
（4）電動汽車做為2008年北京奧運會服務的基礎設施之一．它沒有廢氣產生和噪聲污染，受到各國運動員的歡迎．自行車使用前要先對車上的蓄電池充電，騎行時，蓄電池對車上的電動機供電，電動機為車提供動力．下表是某品牌電動自行車的一些主要技術參數：

最大時速	20km/h	一次充電連續行駛里程	50km
一次充電最大耗電量	0.6kW?h	充電電壓	220V
電機額定電壓	36V	電機額定輸出功率	180W
車質量	40kg	最大騎行噪聲	≤62dB

則如果質量是60kg的人騎電動自行車以最大的時速勻速行駛30分鐘，受到的平均阻力是人和車總重的0.028倍，那么這段時間內電動自行車克服阻力所做的功為

2.8×10⁵J

當電動自行車以最大時速行駛時，電機的工作電壓等于額定電壓，則此時電機的工作電流多少安．
如設想改用太陽能電池來替代蓄電池，則所需的太陽能電池板的面積至少應為

1.875m²

才能滿足每天充電一次，連續行駛里程50km所需的電量．設太陽能電池板正常工作狀態為陽光垂直照射時，按陽光垂直照射時，地球表面每平方米面積上每秒內可獲得800J的能量，太陽能電池的轉換效率為20%計算．（設浙江每天陽光垂直照射平均時間為2小時）

Answer 1

分析：（1）大量消耗石油和煤炭會帶來環境污染問題，燃燒時產生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量；
（2）氫能源構成原電池，原電池工作時是將化學能轉化為電能；
（3）從環保、污染少、節能等方面分析回答；
（4）①由題知電動自行車勻速行駛，根據二力平衡的知識知道牽引力的大小等于阻力大小，而阻力等于壓力的0.028倍（壓力根據F=G=mg計算），據此可求牽引力的大小，利用速度公式求電動車行駛的距離，利用W=Fs求電動自行車克服阻力所做的功；
②由表中知道電動機的額定功率和額定電壓，利用P=UI求電機的工作電流；
③由銘牌知，每天充電一次連續行駛里程50km所需的電能為0.6kW?h，由地球表面每平方米面積上每秒內可獲得800J的能量，太陽能電池的轉換效率為20%，
可得關系式800J/（s?m²）×S×t×20%=0.6×3.6×10⁶J，據此求所需的太陽能電池板的面積．

解答：解：
（1）煤、石油、天然氣等化石燃料燃燒時產生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量；
（2）原電池在工作時將化學能轉化為電能；
（3）人類社會的不斷進步，必然會帶來新一輪的能源革命，未來的新能源必須滿足環保的條件；
（4）①∵電動車在水平的路面上勻速行駛，
∴電動車的牽引力：
F=f=0.028G=0.028mg=0.028×（60kg+40kg）×10N/kg=28N，
行駛距離：
s=vt=20km/h×0.5h=10km=10000m，
電動自行車克服阻力所做的功：
W=Fs=28N×10000m=2.8×10⁵J；
②電機的工作電流：
I=

P額

U額

=

180W

36V

=5A；
③由題知，每天充電一次連續行駛里程50km所需的電能為0.6kW?h，
設太陽能電池板的面積為S，則800J/（s?m²）×S×t×20%=0.6×3.6×10⁶J，
即：800J/（s?m²）×S×7200s×20%=0.6×3.6×10⁶J，
解得：S=1.875m²．
故答案為：（1）二氧化碳；
（2）化學能；
（3）環保；
（4）①2.8×10⁵J；②電機的工作電流為5A；③1.875m²．

點評：本題是一道電學和力學的綜合應用題，解決的是有關電動自行車的相關問題，有意義，能從基本參數表中得出有用信息并加以利用是本題的關鍵．