1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽能汽車，該車是以太陽能電池將所接受的太陽光能轉(zhuǎn)化為電能而提供電動機來驅(qū)動的.已知車上太陽能電池接收太陽光能的板面面積為8 m2，正對太陽能產(chǎn)生120 V的電壓，并對車上電動機提供10 A的電流，電動機的直流電阻為4 Ω，而太陽光照射到地面處時單位面積上的輻射功率為103 W/m2.

(1)太陽能的能量實際上是由質(zhì)子所參與的一系列反應(yīng)所產(chǎn)生的，即在太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地進行著熱核反應(yīng)，4個質(zhì)子聚變?yōu)?個氦核.寫出核反應(yīng)方程.

(2)該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化為太陽光能的效率η1是多少？

(3)若質(zhì)子、氦核、正電子的靜止質(zhì)量分別為mp=1.672 6×10-27 kg、mα=6.642 5×10-27 kg、me=0.000 9×10-27 kg，則m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生上述熱核反應(yīng)所釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為驅(qū)動該車的有用功，能夠維持該車行駛的時間是多長？

(4)已知太陽每秒釋放的能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減小的質(zhì)量為多少千克？若太陽質(zhì)量減少萬分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進行，計算太陽能存在多少年？

解析：(1)

(2)η1==15%

(3)因為ΔE=(4mp-mα-2me)c2=4.15×10-12 J，而=(UI-I2R)t,所以t=1.30×1011 s.

(4)太陽每秒釋放的能量為3.8×1026 J，則太陽每秒減小的質(zhì)量為Δm==0.4×1010 kg.太陽的質(zhì)量為2×1030 kg，太陽還能存在的時間為t==5×109年.

答案：(1)  (2)η1==15%  (3)1.30×1011 s  (4)5×109年

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

當(dāng)前，多種代用燃料汽車為主要內(nèi)容的“綠色汽車”工程在全球范圍內(nèi)展開：
（1）有一電動汽車，電動機工作時的部分電路圖如圖所示，當(dāng)電動機正常工作時，電流表、電壓表的示數(shù)分別是20A和110V，電動機的輸出功率為2kw．求電動機的線圈電阻．
（2）1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制太陽能汽車．汽車上的太陽能電池接受太陽光能的面板面積為S=8m2，正對太陽時能產(chǎn)生U=120V的電壓，并對車上的電動機提供I=10A的電流，用此做電源開動第（1）問中電動汽車，太陽光照射到電池板單位面積上的輻射功率P0=1Kw/m2，已知電動機的效率η=80%，在水平路面行駛時車受到的阻力f=150N．那么，這輛實驗車在該路面上行駛的最大速率為多少？它所用的太陽能電池板的效率為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽能汽車，該車是用太陽能電池把所接收到的太陽光能轉(zhuǎn)化成電能供電動機工作的.假設(shè)車上的太陽能電池接收太陽光能的面板面積S=8 m2，正對太陽時能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對車上的電動機提供I=10 A的電流，電動機的電阻R=4 Ω，太陽光照射到地面上單位面積上的輻射功率P0=1.0×103 W,求：
（1）該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機械能的效率η2是多大？
（2）太陽輻射的能量實際上是核聚變釋放的核能，其熱核反應(yīng)方程是4→+2，若質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生此核聚變所釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為該車行駛的機械能，則能夠維持該車行駛的最長時間是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,質(zhì)子的摩爾質(zhì)量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1）

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科目：高中物理 來源： 題型：

1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽能汽車，該車是用太陽能電池把所接收到的太陽光能轉(zhuǎn)化成電能供電動機工作的.假設(shè)車上的太陽能電池接收太陽光能的面板面積S=8 m2，正對太陽時能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對車上的電動機提供I=10 A的電流，電動機的電阻R=4 Ω，太陽光照射到地面上單位面積上的輻射功率P0=1.0×103 W,求：

（1）該車的太陽能電池轉(zhuǎn)化太陽光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機械能的效率η2是多大？

（2）太陽輻射的能量實際上是核聚變釋放的核能，其熱核反應(yīng)方程是，若質(zhì)量m=1 kg的質(zhì)子發(fā)生此核聚變所釋放的核能完全轉(zhuǎn)化為該車行駛的機械能，則能夠維持該車行駛的最長時間是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,質(zhì)子的摩爾質(zhì)量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1)

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科目：高中物理 來源： 題型：

1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制出太陽能汽車，該車是利用太陽能電池將所接受的太陽光轉(zhuǎn)化為電能提供給電動機驅(qū)動汽車的．已知車上太陽能電池正對太陽時，電池加在電動機上的電壓為U，通過的電流為I，電動機的直流電阻為R，太陽輻射能量的總功率為P，太陽光垂直照射到該太陽能電池的面板（接受太陽光能的裝置）時，單位面積的輻射功率為．問：

　　（1）此時電動機的效率＝________________．

（2）假若太陽光在穿過太空及地球表面大氣層到達地面時，沿途的能量損耗忽略不計，求太陽到地球的距離r

（3）太陽輻射的能量實際上由質(zhì)子參與的一系列反應(yīng)產(chǎn)生，而這一系列的反應(yīng)的總效果相當(dāng)于下述核反應(yīng)：．若質(zhì)子，氦核．正電的質(zhì)量分別為，，，試求在1秒內(nèi)參與上述熱核反應(yīng)的質(zhì)子數(shù)目．

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