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．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、乡村一道靓丽的风景线．太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体硅制成的，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1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2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，当调速电阻的滑片滑到最左端时车速最大，此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片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？

Answer 1

（1）利用太阳能的好处：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；
（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，
∵Q=cm（t-t₀），
∴水温度：t=

Q

cm

+t₀=

2.52×107J

4.2×103J(kg?℃)×150kg

+20℃=60℃；
（4）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．
故答案为：
（1）无污染、环保、可再生；
（2）C；
（3）把水加热到60℃；
（4）电动机的电功率是150W．