Question

如图所示是正在试验中的某型号太阳能汽车，它的基本工作原理是把太阳能先转化成电能存储在车中的蓄电池中，蓄电池再对车中的电动机供电从而使车运动．此车内部蓄电池上标有“24V，300Ah”字样，电动机的铭牌上标有“24V，20A”，若电动机线圈的电阻是0.2Ω，忽略一切摩擦，求：
（1）若太阳能的36%转化成电能，要把该车蓄电池充满需转化多少太阳能？
（2）该车电动机正常工作25min，将消耗多少电能？
（3）电动机正常工作时线圈的发热功率和电动机的机械功率．

Answer 1

【答案】分析：（1）先求出蓄电池充满所存储的电能，然后再求出需要的太阳能．
（2）由电动机铭牌可知，其额定电压是24V，额定电流是20A，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能．
（3）由电功率公式求出线圈的发热功率，电动机总功率，总功率与发热功率之差是电动机的机械功率．
解答：解：（1）蓄电池所存储的电能W=UIt=24V×300A×3600s=2.592×10⁷J，
需要的太阳能W_太阳===7.2×10⁷J；
（2）电动机消耗的电能：
W_电动机=UIt=24V×20A×25×60s=7.2×10⁵J；
（3）电动机的热功率P_热=I²R=（20A）²×0.2Ω=80W，
电动机总功率P=UI=24V×20A=480W，
电动机的机械功率P_机=P-P_热=480W-80W=400W；
答：（1）若太阳能的36%转化成电能，要把该车蓄电池充满需转化7.2×10⁷J的太阳能．
（2）该车电动机正常工作25min，将消耗7.2×10⁵J电能．
（3）电动机正常工作时线圈的发热功率是80W，电动机的机械功率是400W．
点评：本题考查了太阳能、电动机消耗的电能、热功率与机械功率的计算，难度不大，应用电功与电功率公式即可正确解题．