1996年清華大學(xué)和香港大學(xué)的學(xué)生合作研制了太陽(yáng)能汽車，該車是用太陽(yáng)能電池把所接收到的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化成電能供電動(dòng)機(jī)工作的.假設(shè)車上的太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光能的面板面積S=8 m2，正對(duì)太陽(yáng)時(shí)能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的電阻R=4 Ω，太陽(yáng)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(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率η2是多大？

（2）太陽(yáng)輻射的能量實(shí)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(jī)械能，則能夠維持該車行駛的最長(zhǎng)時(shí)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)

解析：（1）太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)光能為電能的效率：

電池把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率：

.

（2）4個(gè)質(zhì)子核聚變?yōu)?個(gè)氦核釋放的核能：

ΔE=(4mp-mα-2me)c2=4.15×10-12 J

1 kg質(zhì)子都參與核聚變所釋放的能量：.

（3）設(shè)車行駛的最長(zhǎng)時(shí)間為t，則

E=（UI-I2R）t

.

答案：(1)15%       66.7%

(2)4.12×103年

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)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(kāi)：
（1）有一電動(dòng)汽車，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的部分電路圖如圖所示，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電流表、電壓表的示數(shù)分別是20A和110V，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為2kw．求電動(dòng)機(jī)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(yáng)能汽車．汽車上的太陽(yáng)能電池接受太陽(yáng)光能的面板面積為S=8m2，正對(duì)太陽(yáng)時(shí)能產(chǎn)生U=120V的電壓，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10A的電流，用此做電源開(kāi)動(dòng)第（1）問(wèn)中電動(dòng)汽車，太陽(yáng)光照射到電池板單位面積上的輻射功率P0=1Kw/m2，已知電動(dòng)機(jī)的效率η=80%，在水平路面行駛時(shí)車受到的阻力f=150N．那么，這輛實(shí)驗(yàn)車在該路面上行駛的最大速率為多少？它所用的太陽(yáng)能電池板的效率為多大？

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科目：高中物理 來(lái)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(yáng)能汽車，該車是用太陽(yáng)能電池把所接收到的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化成電能供電動(dòng)機(jī)工作的.假設(shè)車上的太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光能的面板面積S=8 m2，正對(duì)太陽(yáng)時(shí)能產(chǎn)生U=120 V的電壓，并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)提供I=10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的電阻R=4 Ω，太陽(yáng)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(yáng)能電池轉(zhuǎn)化太陽(yáng)光能為電能的效率η1是多大？電池把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的效率η2是多大？
（2）太陽(yáng)輻射的能量實(shí)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(jī)械能，則能夠維持該車行駛的最長(zhǎng)時(shí)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(lái)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(yáng)能汽車，該車是以太陽(yáng)能電池將所接受的太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為電能而提供電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)的.已知車上太陽(yáng)能電池接收太陽(yáng)光能的板面面積為8 m2，正對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生120 V的電壓，并對(duì)車上電動(dòng)機(jī)提供10 A的電流，電動(dòng)機(jī)的直流電阻為4 Ω，而太陽(yáng)光照射到地面處時(shí)單位面積上的輻射功率為103 W/m2.

(1)太陽(yáng)能的能量實(shí)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(yáng)內(nèi)部持續(xù)不斷地進(jìn)行著熱核反應(yīng)，4個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)?個(gè)氦核.寫出核反應(yīng)方程.

(2)該車的太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)化為太陽(yáng)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(dòng)該車的有用功，能夠維持該車行駛的時(shí)間是多長(zhǎng)？

(4)已知太陽(yáng)每秒釋放的能量為3.8×1026 J，則太陽(yáng)每秒減小的質(zhì)量為多少千克？若太陽(yáng)質(zhì)量減少萬(wàn)分之三，熱核反應(yīng)不能繼續(xù)進(jìn)行，計(jì)算太陽(yáng)能存在多少年？

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科目：高中物理 來(lái)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(yáng)能汽車，該車是利用太陽(yáng)能電池將所接受的太陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為電能提供給電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的．已知車上太陽(yáng)能電池正對(duì)太陽(yáng)時(shí)，電池加在電動(dòng)機(jī)上的電壓為U，通過(guò)的電流為I，電動(dòng)機(jī)的直流電阻為R，太陽(yáng)輻射能量的總功率為P，太陽(yáng)光垂直照射到該太陽(yáng)能電池的面板（接受太陽(yáng)光能的裝置）時(shí)，單位面積的輻射功率為．問(wèn)：

　�。�1）此時(shí)電動(dòng)機(jī)的效率＝________________．

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

（3）太陽(yáng)輻射的能量實(shí)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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