奧運(yùn)會(huì)時(shí)，一種可移動(dòng)的太陽能燈將在北京市的十字路口臨時(shí)“站崗”．這種紅綠燈具有節(jié)能和靈活的特點(diǎn)，可大大減輕交警的工作量．這種太陽能紅綠燈的主要技術(shù)參數(shù)見下表．白天太陽能電池板給紅綠燈供電，同時(shí)多余的電能又給蓄電池充電．在陰雨天和晚上，蓄電池又給紅綠燈供電，使紅綠燈能連續(xù)工作．

光電轉(zhuǎn)換效率η	有效受光面積S	工作電壓U	每個(gè)信號(hào)燈規(guī)格	使用條件
30%	5m²	24V	24V　30W	30℃--70℃

（1）假設(shè)每天有效受光時(shí)間為6h，每平方米的面積上太陽輻射的功率為P₀=500W，則這種太陽能紅綠燈電池板一天獲得的電能是多少千瓦時(shí)？

（2）這種太陽能紅綠燈分前、后、左、右四組，每組又由紅、黃、綠三燈組成，共有12個(gè)信號(hào)燈．當(dāng)這種太陽能紅綠燈白天正常采光工作6h后，能使蓄電池儲(chǔ)存多少電能？

（3）這些儲(chǔ)存的電能可供太陽能紅綠燈在陰雨天和晚上正常工作多少小時(shí)？

試題答案

解：

（1）每天獲得的太陽能為

Q=P₀t=500W×5×6×3600s=5.4×10⁷J

獲得的電能為W=Qη=5.4×10⁷J×30%=1.62×10⁷J=4.5kwh

（2）每天紅綠燈消耗的電能為

W_燈=Pt=4×0.03kw×24h=2.88kwh

蓄電池儲(chǔ)存的電能為

W_電=W-W_燈=4.5kwh-2.88kwh=1.62kwh

（3）蓄電池儲(chǔ)存的電能可供紅綠燈工作的時(shí)間為

t===13.5h

答：

（1）太陽能紅綠燈電池板一天獲得的電能是4.5kwh；

（2）蓄電池儲(chǔ)存的電能為1.62kwh；

（3）儲(chǔ)存的電能可供太陽能紅綠燈在陰雨天和晚上正常工作13.5h．

試題解析

（1）已知太陽輻射功率和受光時(shí)間，利用Q=Pt可以得到獲得的太陽能；已知太陽能和光電轉(zhuǎn)換效率，可以得到獲得的電能．

（2）已知紅綠燈的規(guī)格和數(shù)量，可以得到在一天時(shí)間內(nèi)紅綠燈消耗的電能；已知太陽能轉(zhuǎn)化得到的電能和紅綠燈消耗的電能，兩者之差就是儲(chǔ)存的電能．

（3）已知儲(chǔ)存的電能和紅綠燈的功率，利用t=可以得到紅綠燈的工作時(shí)間．

點(diǎn)評(píng)：紅綠燈不是同時(shí)工作的，所以在任何時(shí)候只有4只燈在工作，也就是發(fā)光功率為4×30W，明確這一點(diǎn)是解決后面兩個(gè)小題的關(guān)鍵．

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物理必考奧運(yùn)會(huì)時(shí).一種可移動(dòng)的太陽能燈將在北京市的十字路口臨時(shí)“站崗

試題答案

試題解析

發(fā)表評(píng)論