个物体转移到另一个物体,能量不可能被创造;在利用能源的过程中,能量在数量上并未减少,能量耗散使能量的利用品质降低了;能量转化具有方向性,因此要节约能源,故B正确,A、C、D错误.
5.某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车,总质量m=3×103 kg.当它在水平路面上以v=36 km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=50 A,电压U=300 V.在此行驶状态下:
(1)求驱动电机的输入功率P电;
(2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10 m/s2);
(3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需的太阳能电池板的最小面积.
(已知太阳辐射的总功率P0=4×1026 W,太阳到地球的距离r=1.5×1011 m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%.)
解析:(1)驱动电机的输入功率P电=IU=1.5×104 W.
(2)在匀速行驶时P机=0.9P电=Fv=fv
故f==1.35×103 N
汽车所受阻力与车重之比=0.045.
(3)当太阳光垂直电池板入射时,所需电池板的面积最小,设其为S,距太阳中心为r的球面面积S0=4πr2.
若没有能量的损耗,太阳能电池板接收到的太阳能功率为P′,则=
设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P,则有
P=(1-30%)P′
由于P电=15%P,所以太阳能电池板的最小面积为
S==≈101 m2.
答案:(1)1.5×104 W (2)0.045 (3)101 m2
[课时作业][学生用书P109(单独成册)]