Question

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．目前，我国

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．目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力．（1）小文家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2．若每平方米的面积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℃？（2）如图1为太阳能电动车，其内部简化电路如图2，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？（3）联系生活实际，结合“绿色消费，你行动了吗？”．谈谈你应如何做？（写出两条）

Answer 1

（1）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：
t=t₀+△t=20℃+40℃=60℃．
（2）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；
（3）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．
答：（1）该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到60℃；
（2）这时电动机的电功率是150W；
（3）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．