Question

有一種太陽(yáng)能路燈（電路如圖），光控開(kāi)關(guān)S，白天與觸點(diǎn)a接觸，太陽(yáng)能電池板為蓄電池充電，晚上，與觸點(diǎn)b接觸，給路燈供電．時(shí)控開(kāi)關(guān)S₂，晚上12點(diǎn)前與觸點(diǎn)c接觸，主燈發(fā)光，12點(diǎn)后與觸點(diǎn)d接觸，副燈發(fā)光．主燈為“24V  15W”的節(jié)能燈，副燈為“24V 10W”的節(jié)能燈，平均每天各工作6小時(shí)．
（1）路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時(shí)？
（2）已知太陽(yáng)能電池板的面積為0.5m²，每平方米平均收集功率為1.5KW，若太陽(yáng)光照射10小時(shí)能使路燈正常工作5天，求太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)化效率．
（3）請(qǐng)舉出這種太陽(yáng)能路燈的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)．

Answer 1

分析：（1）已知主燈和副燈的功率以及工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求一天路燈消耗的電能．
（2）已知太陽(yáng)能電池板的面積和每平方米平均收集功率，以及太陽(yáng)光照射時(shí)間，可求收集的太陽(yáng)能，還知道路燈正常工作一天消耗的電能，進(jìn)一步求出路燈正常工作5天消耗的電能，路燈正常工作5天消耗的電能與收集的太陽(yáng)能的比值就是太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)化效率．
（3）太陽(yáng)能路燈的優(yōu)點(diǎn)從環(huán)保、節(jié)能兩個(gè)方面回答即可．

解答：解：（1）主燈一天消耗的電能：W₁=P₁t=0.015kw×6h=0.09kw?h，
副燈一天消耗的電能：W₂=P₂t=0.01kw×6h=0.06kw?h，
路燈正常工作一天消耗的電能：W=W₁+W₂=0.09kw?h+0.06kw?h=0.15kw?h．
答：路燈正常工作一天消耗的電能是0.15kw?h．
（2）一天收集的太陽(yáng)能：W_光=P′t₁=1.5kw/m²×0.5m²×10h=7.5kw?h，
路燈正常工作5天消耗的電能：W_電=5W=5×0.15kw?h=0.75kw?h，
電池板光電轉(zhuǎn)化效率：η=

W電

W光

=

0.75kw?h

7.5kw?h

=10%．
答：太陽(yáng)能電池板光電轉(zhuǎn)化效率是10%．
（3）太陽(yáng)能路燈的優(yōu)點(diǎn)：①采用太陽(yáng)能電池可以節(jié)約電能，
②主燈和副燈切換工作，也節(jié)約電能，
③太陽(yáng)能零排放、無(wú)污染、取之不盡等．

點(diǎn)評(píng)：本題考查消耗電能的計(jì)算和太陽(yáng)能的利用以及能量的利用效率，關(guān)鍵是電功公式的靈活運(yùn)用，本題還告訴我們?cè)谌蘸蟮纳�活中要廣泛使用太陽(yáng)能，即節(jié)能又環(huán)保．