Question

有一種環(huán)保汽車，以蓄電池為驅(qū)動能源．此環(huán)保汽車運動時，蓄電池為車上的電動機 供電，電動機為汽車提供動力．某輛這種類型的環(huán)保汽車，總質(zhì)量為3×10³ kg，汽車輪胎與  地面的總接觸面積為0.1m²．當(dāng)它在永平路面上勻速行駛時，電動機工作電流為50A，工作電壓為300V，汽車所受阻力為車重的0.04倍．（g取10N/kg）
（1）汽車對路面的壓強多大？
（2）若該汽車用于牽引汽車前進的機械功率和電動機電功率的比值為4：5，則該車勻速前進的速度多大？
（3）如果改用太陽能電池給車上的電動機供電，其它條件不變，求所需的太陽能電池板的最小面積．結(jié)合計算結(jié)果對該設(shè)想中的太陽能汽車寫出一條改進建議，已知太陽輻射的總功率為4×10²⁶W，太陽到地球的距離為1.5×10¹¹m，半徑為r的球其表面積為4πr²．太陽光傳播到地面的過程中，設(shè)有29.35%的能量損耗．該車所用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%．

Answer 1

解：（1）汽車總重：G=mg=3×10³kg×10N/kg=3×10⁴N，汽車對地面的壓力：F=G=3×10⁴N，
汽車對地面的壓強：p===3×10⁵Pa；
（2）汽車電動機的電功率：P_電=UI=300V×50A=15000W，電動機的機械功率：P_機=P_電×=15000W×=12000W，
∵P=Fv，
∴v===10m/s；
（3）地面上每平方米面積接受太陽輻射功率：
P₀==1000W/m²，
由題意知，15%P₀S_板=P_電，
∴S_板===100m²；
建議：提高太陽能電池光電轉(zhuǎn)化率．