Question

（8分）如圖是一種配有風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池板的新型路燈，路燈的額定功率為0.12kW，光電池接收太陽(yáng)光輻射的功率為1kW，吹向風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上的風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如下表所示，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為4%，光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η光．

風(fēng)速（m/s）	2	4	6	8	10	12	16
風(fēng)功率（W）	15	125	420	1000	2000	3375	8000

（1）無(wú)風(fēng)的晴天，光照6h，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是多少kW?h？光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率η光為多大？

（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為多大？

 

Answer 1

（1）無(wú)風(fēng)的晴天，光照6h，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是1.2kW?h；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率為20%；（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為10m/s．

【解析】

試題分析：（1）路燈工作t1=10h消耗的電能：W電1=P燈t1=0.12kW×10h=1.2kW?h；光照t2=6h，光電池接收的太陽(yáng)能：W光1=P光×t2=1kW×6h=6kW?h；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率：

η電= ×100%=20%；

（2）路燈工作t3=7h消耗的電能：W電2=P燈t3=0.12kW×7h=0.84kW?h；光照t4=3h，光電池接收的太陽(yáng)能：W光2=P光×t4=1kW×3h=3kW?h；根據(jù)公式η電=可知光電池產(chǎn)生的電能：

W電2= W光2η電=3kW?h× 20%==0.6kW?h；

風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能：W風(fēng)電=W電2﹣W光電=0.84kW?h﹣0.6kW?h=0.24kW?h；

根據(jù)公式η光=，可知

消耗的風(fēng)能：W風(fēng)=6kW?h；

風(fēng)的功率為：，根據(jù)風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系可知此時(shí)的風(fēng)速為10m/s．

答：（1）無(wú)風(fēng)的晴天，光照6h，太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作10h，則路燈消耗的電能是1.2kW?h；光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的功率為20%；

（2）在有風(fēng)的晴天，經(jīng)3h的光照和風(fēng)吹，路燈可正常工作7h，則當(dāng)時(shí)的風(fēng)速為10m/s．

考點(diǎn)： 能源與可持續(xù)發(fā)展