Question

2010年10月1日，中国探月二期工程先导星“嫦娥二号”在西昌点火升空，准确入轨．如图所示“嫦娥二号”探月卫星的一部分光电池板面积为8m²，正对太阳能产生120V的电压，为卫星提供10A的电流．若太阳光照射处每1m² 面积上1s内获得的太阳辐射能量为1000J，则：
（1）该部分光电池在1h内所获得的电能为多少J？
（2）该部分光电池1h内所获得的电能相当于完全燃烧多少千克的无烟煤所放出的热量？（保留两位小数，无烟煤热值为3.4×10⁷J/kg）
（3）该部分光电池的能量转换效率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知电压120V，电流10A和时间1h，根据W=UIt可求出电能；
（2）光电池1h内所获得的电能已求出，又知无烟煤热值为3.4×10⁷J/kg，根据m=

W

q

求出无烟煤的质量；
（3）光电池在1h内所获得的电能已求出，根据太阳光照射处每1m² 面积上1s内获得的太阳辐射能量为1000J，光电池板面积为8m²，可求出光电池获得的太阳辐射能量，两者之比可求出光电池的能量转换效率．

解答：解：（1）光电池在1h内所获得的电能：
W=120V×10A×3600S=4.32×10⁶J，
（2）无烟煤的质量：
m=

W

q

=

4.32×106J

3.4×107J/kg

≈0.13kg，
（3）光电池在1h内获得的太阳辐射能量：
W′=1000J×8×3600=2.88×10⁷J，
光电池的能量转换效率：
η=

W

W′

=

4.32×106J

2.88×107J

=15%．
答：（1）该部分光电池在1h内所获得的电能为4.32×10⁶J；
（2）该部分光电池1h内所获得的电能相当于完全燃烧0.13kg的无烟煤所放出的热量；
（3）该部分光电池的能量转换效率是15%．

点评：本题考查了电功的计算，热值的概念和效率的计算，属于基本内容，基本运算，难度不大，计算有点麻烦，只要细心，注意单位配套解答是不难的．