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    1996年清华大学和香港大学的学生合作研制出太阳能汽车，该车是利用太阳能电池将所接受的太阳光转化为电能提供给电动机驱动汽车的．已知车上太阳能电池正对太阳时，电池加在电动机上的电压为U，通过的电流为I，电动机的直流电阻为R，太阳辐射能量的总功率为P，太阳光垂直照射到该太阳能电池的面板（接受太阳光能的装置）时，单位面积的辐射功率为．问：

    　　（1）此时电动机的效率＝________________．

    （2）假若太阳光在穿过太空及地球表面大气层到达地面时，沿途的能量损耗忽略不计，求太阳到地球的距离r

    （3）太阳辐射的能量实际上由质子参与的一系列反应产生，而这一系列的反应的总效果相当于下述核反应：．若质子，氦核．正电的质量分别为，，，试求在1秒内参与上述热核反应的质子数目．

    （1）（2）（3）


    解析:

    （1）

    　　（2）依能量关系：　∴　

    　　（3）质量亏损为　　　　①

    　　又　　　　　　　　　　　　　　　②

    　　设t＝1s内参与热核反应的质子数为N，依据能量关系：

    　　　　　　　　　　　　　　　　　 ③

    　　由①②③得：

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    当前，多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在全球范围内展开：
    （1）有一电动汽车，电动机工作时的部分电路图如图所示，当电动机正常工作时，电流表、电压表的示数分别是20A和110V，电动机的输出功率为2kw．求电动机的线圈电阻．
    （2）1996年清华大学和香港大学的学生合作研制太阳能汽车．汽车上的太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S=8m2，正对太阳时能产生U=120V的电压，并对车上的电动机提供I=10A的电流，用此做电源开动第（1）问中电动汽车，太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0=1Kw/m2，已知电动机的效率η=80%，在水平路面行驶时车受到的阻力f=150N．那么，这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为多少？它所用的太阳能电池板的效率为多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是用太阳能电池把所接收到的太阳光能转化成电能供电动机工作的.假设车上的太阳能电池接收太阳光能的面板面积S=8 m2，正对太阳时能产生U=120 V的电压，并对车上的电动机提供I=10 A的电流，电动机的电阻R=4 Ω，太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P0=1.0×103 W,求：
    （1）该车的太阳能电池转化太阳光能为电能的效率η1是多大？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？
    （2）太阳辐射的能量实际上是核聚变释放的核能，其热核反应方程是4→+2，若质量m=1 kg的质子发生此核聚变所释放的核能完全转化为该车行驶的机械能，则能够维持该车行驶的最长时间是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,质子的摩尔质量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供电动机来驱动的.已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m2，正对太阳能产生120 V的电压，并对车上电动机提供10 A的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m2.

    (1)太阳能的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核.写出核反应方程.

    (2)该车的太阳能电池转化为太阳光能的效率η1是多少？

    (3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为mp=1.672 6×10-27 kg、mα=6.642 5×10-27 kg、me=0.000 9×10-27 kg，则m=1 kg的质子发生上述热核反应所释放的能量完全转化为驱动该车的有用功，能够维持该车行驶的时间是多长？

    (4)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减小的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是用太阳能电池把所接收到的太阳光能转化成电能供电动机工作的.假设车上的太阳能电池接收太阳光能的面板面积S=8 m2，正对太阳时能产生U=120 V的电压，并对车上的电动机提供I=10 A的电流，电动机的电阻R=4 Ω，太阳光照射到地面上单位面积上的辐射功率P0=1.0×103 W,求：

    （1）该车的太阳能电池转化太阳光能为电能的效率η1是多大？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？

    （2）太阳辐射的能量实际上是核聚变释放的核能，其热核反应方程是，若质量m=1 kg的质子发生此核聚变所释放的核能完全转化为该车行驶的机械能，则能够维持该车行驶的最长时间是多少？（已知mp=1.672 6×10-27 kg,mα=6.642 5×10-27 kg,me=0.000 9×10-27 kg,质子的摩尔质量M=1.0×10-27 kg/mol,NA=6.02×1023 mol-1)

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