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太阳能是今后重点发展的能源之一,太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车.车上太阳能电池接受太阳能的面积是10平方米,太阳

一、题文

太阳能是今后重点发展的能源之一,太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车.车上太阳能电池接受太阳能的面积是10平方米,太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率是1500瓦,在晴朗的天气,电池对着太阳时产生的电压为200伏,并对车上的电动机提供了12安的电流,则该太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是______,如果这辆汽车的电动机将电能转化为机械能的效率是75%,则当汽车在水平路面上以10米/秒的速度匀速行驶时,受到的牵引力是______ 牛.

考点提示:能量转化效率,二力平衡的定义及条件

二、答案

太阳能电池的吸收太阳能的总功率:
P=P×10=1500W×10=15kW,
太阳能转化为电能的有用功率:
P有用=UI=200V×12A=2400W=2.4kW;
则太阳能电池将太阳能转化为电能的效率:η=
P有用
P
×100%=
2.4kW
15kW
×100%=16%;
因汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%,
则转化为机械能的功率:
P′=P有用×75%=2.4kW×75%=1.8kW;
由P′=
W
t
=
Fs
t
=Fv可得:
F=
P′
v
=
1.8kW
10m/s
=
1800W
10m/s
=180N;
故答案为:16%;180.

三、考点梳理

知名教师分析,《太阳能是今后重点发展的能源之一,太阳能汽车是利用太阳能电池将太阳能转化为电能,再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车.车上太阳能电池接受太阳能的面积是10平方米,太阳》这道题主要考你对 能量转化效率二力平衡的定义及条件 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:能量转化效率,二力平衡的定义及条件

考点名称:能量转化效率
  • 能量转换效率:
    是指一个能量转换设备所输出可利用的能量,相对其输入能量的比值。输出可利用的能量可能是电能、机械功或是热量。主要和输出能量可利用的程度有关。

    公式:
    效率=
考点名称:二力平衡的定义及条件
  • 定义:
    物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡.
  • 二力平衡的条件:
    同物:两个力作用在同一物体上
    等值:两个力大小相等
    反向:两个力方向相反
    共线:两个力在同一直线上

    说明:
    ①二力平衡时要求四个条件同时具备,缺一不可。
    ②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断,也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡
  • 隐含“二力平衡”的变形题:
        考查二力平衡与平衡状态的试题很多,形式变化多样,有一些条件很直接,而有时具有隐蔽性,但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系,准确把握这一关系,适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
    例:如图所示,各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则下列说法中正确的是(   )

    A.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为4N
    B.弹簧测力计的示数为0N,弹簧测力计受的合力为0N
    C.弹簧测力计的示数为8N,弹簧测力计受的合力为0N
    D.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为0N
    解析:本题考查弹簧测力计的原理,弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端),叫做固定端;另一端与挂钩相连,叫做自由端。测量时,使固定端不动,拉力拉挂钩使弹簧伸长,拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧测力计的示数就越大,也就是说,弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小,是一端的力的大小,而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象,在一对平衡力作用下,合力是零。
    答案:D

    二力平衡的判断方法:
        判断一对力是否是平衡力,有两种方法。一种是根据二力平衡条件判断,只要两个力“同体、等大、反向、共线”,那么,这两个力就是一对平衡力。另一种是根据物体的运动状态是否改变判断,如果物体在某一方向上受到一对力而运动状态保持不变,那么这一对力就是平衡力,反之,就不是平衡力。
    例1一本物理书静止在水平桌面七,下列各对力中属于平衡力的是()
    A.书对地球的引力和地球对书的引力
    B.书受到的重力和桌面对书的支持力
    C.书对桌面的压力和书受到的重力
    D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
    解析:互为平衡力的两个力应满足:受力物体相同,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。A 项中的两个力的受力物体不同,是一对相互作用力;B 项重力和支持力四个条件都符合,是平衡力;C项中的两个力不满足受力物体相同和方向相反的条件,不是平衡力;D项中的两个力的受力物体不同,施力物体和受力物体刚好相反,是一对相互作用力。
    答案:B
  • 二力平衡的意义:
        二力平衡是力的分析的最简单、最基本的情况,若一物体处于二力平衡状态,我们了解了其中一个力,对另一个力也就了如指掌。如图所示,一物体放在水平桌面上,它将受到重力和桌面对它的支持力,物体处于平衡状态。我们知道了物体的重力,根据等大、反向、共线的关系,也就知道了支持力,的大小、方向及作用点。

    二力平衡的作用效果:
        二力平衡的效果不仅使物体保持平衡状态,还使物体发生了形变(只不过有时效果不明显,但形变还是有的,如静止在地面上的物体受重力和地面支持力的作用,发生了微小形变)。因此,两个力并不是完全抵消而没有产生任何力的作用效果。

    补充:
    (1)物体在两平衡力作用下处于平衡状态,若再加一对或多对平衡力,物体将仍然处于平衡状态。
    (2)平衡力可以通过受力图形象地描绘出来。

    二力平衡的应用:
    (1)用弹簧测力计测量物体所受重力时,就是利用二力平衡条件。
    (2)放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力,二力平衡。
    (3)悬挂着的吊灯,受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力,二力平衡。
    (4)在水平道路上匀速直线运动的汽车,水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力,二力平衡。
    (5)在竖直方向,汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力,二力平衡。

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