Question

18．如图所示的一种太阳能路灯，太阳能电池板平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为4×10⁶J（不考虑天气的影响），两块总有效面积为0.6m²的太阳能电池板，太阳光照射一天（以8h计），求：
（1）两块太阳能电池板一天收集的太阳能是多少焦耳？
（2）若把面积同样大小的太阳能电池板改装成太阳能热水器，水的吸热效率为42%，这些太阳能可以使多少千克的水温度升高50℃？
（3）太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率是15%，则这些太阳能可供10只“220V  4W”的节能灯连续正常工作多少小时？
（4）请你结合生活经验各举出一点利用太阳能的好处和不足．

Answer 1

分析 （1）知道太阳能电池板平均每平方米面积上每小时接收的太阳能、时间和有效面积，代入数值计算即可；
（2）知道水的吸热效率，可求水吸收的热量，再利用Q_吸=cm△t求水的质量；
（3）知道太阳能转化为电能的效率，可求转化为的电能，再利用t=$\frac{W}{P}$求灯的工作时间；
（4）从节约能源、环保等方面分析太阳能的优点；太阳能受天气的影响．

解答 解：
（1）两块太阳能电池板一天收集的太阳能：
E=4×10⁶J/（m²•h）×0.6m²×8h=1.92×10⁷J；
（2）由题知，水的吸热效率为42%，
则水吸收的热量：
Q_吸=E×42%=1.92×10⁷J×42%=8.064×10⁶J，
由Q_吸=cm△t可知：
m=$\frac{{Q}_{吸}}{c△t}$=$\frac{8.064×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×50℃}$=38.4kg；
（3）由题知，太阳能转化为电能的效率是15%，
转化为的电能：
W=E×42%=1.92×10⁷J×15%=2.88×10⁶J，
由P=$\frac{W}{t}$可得：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.88×1{0}^{6}J}{40W}$=7.2×10⁴s=20h；
（4）太阳能的优点：取之不尽、用之不竭，清洁无污染；
不足：受天气的影响，晴天获取的太阳能多，阴天或雨天获取的太阳能少．
答：
（1）两块太阳能电池板一天收集的太阳能是1.92×10⁷J；
（2）这些太阳能可以使38.4kg的水温度升高50℃；
（3）这些太阳能可供10只“220V  4W”的节能灯连续正常工作20h；
（4）太阳能的好处是：取之不尽、用之不竭，清洁无污染；不足是：受天气的影响，晴天获取的太阳能多，阴天或雨天获取的太阳能少．

点评 本题考查了吸热公式、效率公式、电功率公式的应用，对于大型计算题要注意两点：（1）公式及变形公式的正确运用；（2）知识与知识的内在联系．