8.圖甲為一種太陽能路燈,圖乙為該路燈簡化的工作電路圖.S1為光控開關,白天與觸點d接觸,太陽能電池板給蓄電池充電,晚上與觸點c接觸,給路燈供電.S2為時控開關,晚上12點前與觸點a接觸,L1正常發(fā)光,12點后與觸點b接觸,L2正常發(fā)光.L1為“20V  40W”的節(jié)能燈,L2為“20V  20W”的節(jié)能燈,兩盞燈平均每天各工作5小時.
(1)路燈L1正常工作時的工作電流為多大?
(2)兩盞路燈正常工作一天,共消耗多少度電?
(3)已知該太陽能電池板每小時平均收集太陽能3.6×106J,若太陽光照射20小時能使兩盞路燈正常工作6天,求太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率為多少?

分析 (1)根據(jù)電功率的公式P=UI變形后可求電流;
(2)根據(jù)電能的計算公式W=Pt可求電能;
(3)求出電池板接收到的太陽能多少和對外提供的電能多少,可求光電轉(zhuǎn)化效率.

解答 解:(1)根據(jù)路燈L1的符號“20V,40W”,由P=UI得:
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{40W}{20V}$=2A;
(2)已知P1=40W=0.04kW;P2=20W=0.02kW;
由P=$\frac{W}{t}$可得路燈正常工作一天消耗的電能:
W1=P1t=0.04kW×5h=0.2kW•h,
W2=P2t=0.02kW×5h=0.1kW•h,
W=W1+W2=0.2kW•h+0.1kW•h=0.3kW•h;
(3)若太陽光照射20小時收集的太陽能為:
W=3.6×106J×20=7.2×106J,
兩盞路燈正常工作6天消耗的電能為:
W=nW=6×0.3kW•h=1.8kW•h=6.48×106J,
則太陽能電池板的光電轉(zhuǎn)化效率為:
η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{太}}$×100%=$\frac{6.48×1{0}^{6}J}{7.2×1{0}^{6}J}$×100%=9%.
答:(1)路燈L1正常工作時的工作電流為2A;
(2)兩盞路燈正常工作一天,共消耗0.3度電;
(3)太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率為9%.

點評 靈活運用電能和電功率的計算公式及變形公式,明確太陽能電池工作的能量轉(zhuǎn)化過程,是解答此題的關鍵.

練習冊系列答案
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