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一辆总质量为M=6.0×102kg的太阳能汽车,使用太阳能电池供电.它的集光板能时刻正对着太阳.车上有一个直

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时间:2024-08-17 09:54:21
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一辆总质量为M=6.0×102kg的太阳能汽车,使用太阳能电池供电.它的集光板能时刻正对着太阳.车上有一个直【专家解说】:(1)电动机的功率为:P=UI=120V×10A=1200

【专家解说】:(1)电动机的功率为:P=UI=120V×10A=1200W,
电动机的热功率为:P热=I2r=(10A)2×4.0Ω=400W,
电动机的效率为:η=P?P热P×100%=1200W?400W1200W≈66.7%,
(2)电动机输出的机械功率为:P机=P-P热=1200W-400W=800W
当汽车以最大速度行驶时有:F牵=f=0.05mg=0.05×6.0×102kg×10N/kg=300N,
根据:P机=F牵vm=fvm
可得:vm=800W300N=2.67m/s;
(3)设太阳到地面的距离是R,以太阳为球心,以R为半径的面积为:
S=4πR2,
由题意可知太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中有大约28%的能量损耗.则有:
P0=P总×72%S
将S=4πR2 代入上式,解得:
R=0.18P总πP0=0.18×3.9×1026Wπ×288JS=1.5×1011m.
答:(1)车上电动机将电能转化为机械能的效率是66.7%;
(2)这辆车可能行驶的最大速度为2.67m/s;
(3)根据题目所给出的数据,估算太阳到地球表面的距离为1.5×1011m.
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