Question

6．科技人員設(shè)計了一種可移動式太陽能水上漂浮房，它具有冬暖夏涼的優(yōu)點，不僅為人們到海濱旅游提供了方便，而且節(jié)約了能源、減少了對環(huán)境的污染．某可移動式太陽能水上漂浮房的屋頂安裝了太陽能電池板，接收太陽能的功率為9.0×10³W，能為該房供應(yīng)熱水和在水上移動等提供能量．
（1）漂浮房冬暖夏涼，利用了水的比熱容較大的特性．
（2）若太陽能電池板只用來給水加熱時，電池板兩極的電壓為200V，加熱電阻絲的電阻為15Ω，設(shè)電阻絲產(chǎn)生的電熱全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，則加熱10min，水的內(nèi)能增加了1.6×10⁶J．
（3）若電池板吸收的太陽能只用來提供推動漂浮房前進(jìn)所需的能量，漂浮房在平靜的水面上以恒定功率沿直線運動，運動過程中受到的阻力不變．從某一時刻開始，漂浮房受到承平方向的牽引力F隨運動時間t的變化關(guān)系如圖所示，t=50s后，漂浮房以2.5m/s的速度做勻速直線運動．則在整個運動過程中，漂浮房受到的阻力大小為800N，太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為22.2%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)水的比熱容較大的特性及扣款回答．
（2）太陽能電池板是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，因電阻絲產(chǎn)生的電熱全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，利用電功的計算公式W=UIt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t計算電功，即可求出水的內(nèi)能增加．
（3）由圖可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小為800N，利用機(jī)械效率公式計算即可．

解答 解：（1）在相同情況下（質(zhì)量或溫度變化量）比熱容大的物質(zhì)吸收或放出的熱量多，溫度變化小，即達(dá)到冬暖夏涼，所以利用的是水的比熱容大的特性；
（2）因電阻絲產(chǎn)生的電熱全部轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能，所以水增加的內(nèi)能E=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t=$\frac{（{200V）}^{2}}{15Ω}$×10×60s=1.6×10⁶J；
（3）由圖可以看出t=50s后，漂浮房受到的阻力大小為800N，
太陽能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為：η=$\frac{Fv}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{800N×2.5m/s}{9×1{0}^{3}W}$×100%≈22.2%；
故答案為：比熱容；1.6×10⁶；800；22.2%．

點評 本題通過一個漂浮房的設(shè)計，考查了比熱容、能的轉(zhuǎn)化、機(jī)械效率及運動學(xué)的知識，并且考查F-T圖象的分析能力．