Question

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．（1）你认为利用太阳能有哪些好处？______．（2）太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线（如图1所示）．太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是______?A．磁性材料 B．纳米材料 C．半导体 D．超导体（3）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的．我国太阳能热水器已走进了千家万户．小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2．若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？??（4）为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车．图2是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．?①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图3所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω．闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如表所示： 材料技术指标 锰钢 铝合金 钛合金 碳纤维 性能（强度） 强 较弱 较强 强 密度（kg?m-3） 7.9×103 3.0×103 4.5×103 1.6×103若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架的体积约为5×10-3m3，车架的质量是多大？??（5）今年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗？”．联系生活实际，谈谈你应如何做？

Answer 1

（1）利用太阳能有哪些好处：无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭）；
故答案为：无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭）．
（2）太阳能电池板是由晶体态硅制成的，硅属于半导体；
故选C．
（3）太阳能热水器中的水一天吸收的热量：
Q=3×10⁶J×2.1×8×50%=2.52×10⁷J，
水温度的变化量：
△t=

Q

cm

=

2.52×107J

4.2×103J/(kg?℃)×150kg

=40℃；
水加热的末温：
t₂=t₁+△t=20℃+40℃=60℃．
答：水的末温为60℃．
（4）①由题意可知：当滑片P滑到最左端时，
电动机两端的电压等于太阳能电池的电压，即：U_总=

P

I

=

1000W

5A

=200V，
当滑片P滑到最右端时，
滑动变阻器两端的电压U₁=IR=1A×50Ω=50V，
此时，电动机两端的电压U=U_总-U₁=200V-50V=150V，
电动机的功率：P_电机=IU=1A×150V=150W；
答：这时电动机的电功率为150W．
②制造强度高并且轻便的三轮车时，由表格可知应选碳纤维材料；
车架的质量：
m=ρV=1.6×10³kg/m³×5×10^-3m³=8kg．
答：应选碳纤维材料，车架的质量是8kg．
（5）为了节约能源和环境保护方面，我们可以节约用水；节约用电（如：购买节能灯、购买符合节能标准的家电）；不使用一次性塑料袋；尽量骑自行车、步行、乘公交车出行；尽量购买小排量汽车等等．