Question

能源危機制約著現(xiàn)代社會的發(fā)展，開發(fā)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(huán)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(fā)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(zhuǎn)換的角度看，原電池是一種

化學

轉(zhuǎn)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(guī)模替代煤、石油、天然氣等常規(guī)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(shù)人用得起；相關的制備、應用技術必須成熟，可以保證大規(guī)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(huán)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(chǎn)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(shù)：

最大時速	20km/h	一次充電連續(xù)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(zhì)量	40kg	最大騎行噪聲	≤62dB

則如果質(zhì)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(nèi)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(xù)行駛里程50km所需的電量．設太陽能電池板正常工作狀態(tài)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(nèi)可獲得800J的能量，太陽能電池的轉(zhuǎn)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(huán)境污染問題，燃燒時產(chǎn)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(zhuǎn)化為電能；
（3）從環(huán)保、污染少、節(jié)能等方面分析回答；
（4）①由題知電動自行車勻速行駛，根據(jù)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(jù)F=G=mg計算），據(jù)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(xù)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(nèi)可獲得800J的能量，太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率為20%，
可得關系式800J/（s?m²）×S×t×20%=0.6×3.6×10⁶J，據(jù)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(chǎn)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(zhuǎn)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(huán)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(xù)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(huán)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(shù)表中得出有用信息并加以利用是本題的關鍵．