阅读下列材料,按要求回答问题.
太阳能被称为21世纪新能源.太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动的一种新型汽车.如图所示是一辆太阳能实验车.车上的太阳能电池板的有效面积S=8m2.在晴朗的天气里,太阳光垂直照射到电池板每平方米面积上的辐射功率P=1kW,电池板产生的电压U=120V,对车上的电动机提供I=10A的电流,请解答:
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是________;
(2)若此辆车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,汽车在水平路面上匀速行驶时.牵引力为120N,则汽车行驶的速度为________,所受合力为________N.
解:(1)太阳能电池的面板接收到的太阳能的功率:
P太=P0S=1×103W×8=8000W,
转化为太阳能汽车的电功率:
P电=UI=120V×10A=1200W,
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率:
η1=×100%=×100%=15%;
(2)汽车的机械功率:
P机=P电×η′=1200W×75%=900W
汽车匀速行驶的速度:
v===7.5m/s.
因汽车匀速行驶时,受到的力为平衡力,所以合力为0.
故答案为:(1)15%;(2)7.5m/s;0.
(1)已知每平方米面积上能接收到太阳能的功率(总功率),还知道太阳能电池产生的电压和供电动机正常工作的电流,可求电动机工作时的功率(有用功率),根据效率公式求太阳能电池将太阳能转化为电能的效率.
(2)已知电能转化为机械能的效率,可求电动机的输出功率;又知道牵引力的大小,利用P=Fv求汽车的行驶速度;汽车匀速行驶时受到的力为平衡力,其合力为0.
点评:本题主要考查了学生对功率的计算、电功率的计算、太阳能的转化等知识点的理解和掌握,体现了物理与高科技相结合的思想.