◎ 题目

科学家设计并制造了一艘试验太阳能帆船，它既有普通的柴油发动机作为动力系统，又有四个特殊的风帆，每个高6m，宽1.5m，表面布满太阳能电池，这样它既可以利用风力航行，又可以利用太阳能发电再利用电能驱动．已知船在行驶中所受阻力跟船速的平方成正比．某次试航时关闭柴油发动机，仅靠风力航行时速度为V1=2m/s，阻力大小f1=1.6×103N，开动太阳能电池驱动的电动机后船速增加到V2=3m/s，当时在烈日照射下每平方米风帆实际获得的太阳能功率为600W，电动机的效率为η1=80%，设风力的功率不受船速的影响，则： （1）风力的功率是多少？ （2）电动机提供的机械功率是多大？ （3）太阳能电池把太阳能转化为电能的效率η2是多大？

◎ 答案

（1）由P=Fv可知，风力的功率为： P风=f1v1=3.2×103W    （2）设船受到的阻力与船速平方的比例系数为k，则： f1=kv12 所以P风=f1v1=kv13可得k= P风 v 31 =400 w?s3/m3  同理  f2=kv22 所以风力和电动机提供的总功率为：P总=f2v2=k v23  电动机提供的机械功率为： P=P总-P风=k v23-k v13=7.6×103W （3）电动机从太阳能电池获得的功率为： P1= P η1 =9.5×103W 太阳能帆船接收的太阳能功率为： P2=4×6×1.5×600W=21.6×103W 太阳能电池把太阳能转化为电能的效率为： η2= P1 P2 ×10%=44% 答：（1）风力的功率是3.2×103W； （2）电动机提供的机械功率是7.6×103W； （3）太阳能电池把太阳能转化为电能的效率η2是44%．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“科学家设计并制造了一艘试验太阳能帆船，它既有普通的柴油发动机作为动力系统，又有四个特殊的风帆，每个高6m，宽1.5m，表面布满太阳能电池，这样它既可以利用风力航行，又…”主要考查了你对  【功能关系】，【能量守恒定律、第一类永动机】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。