Question

（2011?資陽(yáng)）如圖所示是正在試驗(yàn)中的某型號(hào)太陽(yáng)能汽車，它的基本工作原理是把太陽(yáng)能先轉(zhuǎn)化成電能存儲(chǔ)在車中的蓄電池中，蓄電池再對(duì)車中的電動(dòng)機(jī)供電從而使車運(yùn)動(dòng)．此車內(nèi)部蓄電池上標(biāo)有“24V，300Ah”字樣，電動(dòng)機(jī)的銘牌上標(biāo)有“24V，20A”，若電動(dòng)機(jī)線圈的電阻是0.2Ω，忽略一切摩擦，求：
（1）若太陽(yáng)能的36%轉(zhuǎn)化成電能，要把該車蓄電池充滿需轉(zhuǎn)化多少太陽(yáng)能？
（2）該車電動(dòng)機(jī)正常工作25min，將消耗多少電能？
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈的發(fā)熱功率和電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．

Answer 1

分析：（1）先求出蓄電池充滿所存儲(chǔ)的電能，然后再求出需要的太陽(yáng)能．
（2）由電動(dòng)機(jī)銘牌可知，其額定電壓是24V，額定電流是20A，由W=UIt可以求出電動(dòng)機(jī)消耗的電能．
（3）由電功率公式求出線圈的發(fā)熱功率，電動(dòng)機(jī)總功率，總功率與發(fā)熱功率之差是電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率．

解答：解：（1）蓄電池所存儲(chǔ)的電能W=UIt=24V×300A×3600s=2.592×10⁷J，
需要的太陽(yáng)能W_{太陽(yáng)=}

W

η

=

2.592×107J

36%

=7.2×10⁷J；
（2）電動(dòng)機(jī)消耗的電能：
W_{電動(dòng)機(jī)}=UIt=24V×20A×25×60s=7.2×10⁵J；
（3）電動(dòng)機(jī)的熱功率P_熱=I²R=（20A）²×0.2Ω=80W，
電動(dòng)機(jī)總功率P=UI=24V×20A=480W，
電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率P_機(jī)=P-P_熱=480W-80W=400W；
答：（1）若太陽(yáng)能的36%轉(zhuǎn)化成電能，要把該車蓄電池充滿需轉(zhuǎn)化7.2×10⁷J的太陽(yáng)能．
（2）該車電動(dòng)機(jī)正常工作25min，將消耗7.2×10⁵J電能．
（3）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈的發(fā)熱功率是80W，電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率是400W．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了太陽(yáng)能、電動(dòng)機(jī)消耗的電能、熱功率與機(jī)械功率的計(jì)算，難度不大，應(yīng)用電功與電功率公式即可正確解題．