题目

随着新能源、低碳等理念的普及，小明设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车，以下是他查到的一些数据：太阳辐射的总功率P_总=3.9×10²⁶w，太阳到地球的距离r=1.5×10¹¹m，阳光穿过太空和地球周围的大气层到达地面的过程中的能量损耗约为51%；太阳光垂直照射时，太阳能电池的能量转化效率最高约为15%；假设一辆太阳能电池车的质量约为750kg，期望达到的最高时速为72km/h，车辆行驶过程中的平均阻力约为车重的0.02倍，车身最多能敷设的太阳能电池板的面积约为8m²，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．（已知半径为r的球的表面积为S=4πr²，g=10N/kg）
（1）根据以上数据，通过计算对小明的设想进行分析与评价．
（2）你对他的设想有什么改进建议？

提问时间：2020-07-27

答案

（1）v=72km/h=20m/s；驱动电机需要达到的最大机械输出功率：P机=Fv=kmgv=0.02×750kg×10N/kg×20m/s=3000W；需要的电功率P电=P机η1=3000W90%≈3333W；P大=(1−η2)P总4πr2=(1−51%)×3.9×10264×3.14×(1.5×10...