题目

有一种太阳能路灯（电路如图），光控开关S1白天与触点a接触，太阳能电池板为蓄电池充电，晚上与触点b接触，给路灯供电。时控开关S2晚上12时前与触点c接触，主灯发光，12时后与触点d接触，副灯发光。主灯为“24 V 15 W”的节能灯，副灯为“24 V 10 W” 的节能灯，平均每天各工作6h。 （1）路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时？ （2）已知太阳能电池板的面积为0.5 m2，每平方米平均收集功率为1.5 kW，若太阳光照射10 h能使路灯正常工作5天，求太阳能电池板光电转化效率； （3）请举出这种太阳能路灯的两个优点。

题型：计算题难度：偏难来源：专项题

所属题型：计算题 试题难度系数：偏难

答案

解： （1）主灯一天消耗的电能：W1 =P1t=15×10-3kW×6h=0.09 kW h， 副灯一天消耗的电能：W2=P2t=10×10-3 kW×6 h=0. 06 kW．h， 路灯正常工作一天消耗的电能：W= W1+ W2=0 09 kW．h+ 0. 06 kW．h=0. 15 kW h． （2）10 h收集的太阳能： W光=P't=1.5 kW/m2×0.5 m2×10 h=7.5 kW.h。路灯正常工作5天消耗的电能： W电=5W=0.15kW.h×5=0.75kW.h. 电池板光电转化效率： η===10%；（其他解法及步骤只要合理也可）  （3）太阳能路灯的优点： ①采用太阳能电池可以节约电能； ②主灯和副灯切换工作，也节约电能； ③太阳能零排放、无污染、取之不尽等． （答案不唯一，任选两种）

考点梳理

初中三年级物理试题“有一种太阳能路灯（电路如图），光控开关S1白天与触点a接触，太阳能”旨在考查同学们对 电功或电能的计算、 能量转化效率、 太阳能、 ……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：

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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 电功或电能的计算
• 能量转化效率
• 太阳能

考点名称：电功或电能的计算

电能是表示电流做多少功的物理量，电能指电以各种形式做功的能力(所以有时也叫电功 )，分为直流电能、交流电能，这两种电能均可相互转换。

电功计算基本公式及推导公式(适用于纯电阻电路)：W=UIt，W=I²Rt，W=U²t/R，W=Pt，W=Uq。

电能单位是“度”，它的学名叫做千瓦时，符号是kW·h。在物理学中，更常用的能量单位(也就是主单位，有时也叫国际单位)是焦耳，简称焦，符号是J。它们的关系是：1kW·h=3.6×10⁶J，电能公式：W=UIt=Pt 根据欧姆定律(I=U/R)可以进一步推出：W=I²Rt=U²t/R

电功计算：

1. W=UQ电

电能也是一种能量，而这种能量的实施者就是电荷，电荷量就是这种能量在一般的时间内所有参与作功从A点到B点的实行者，每个电荷从A点到B点做的功就是电压，两者相乘就是AB的电功，就是消耗的电能

2. W=UIt

我们来看一下电功的含义，电功通俗的讲就是AB之间的一段时间A点到B点所消耗的电能(A点到B点可以是一个用电器，也可以是一部分电路)电压的实质是一个单位的电荷从A点到B点所做的功，电流提供的是在一个单位时间内AB之间的电荷量，时间也有了，那么AB之间的电荷量在一定时间内从A点到B点所做的功也就是消耗的电能就是W=UIt

3. W=Pt

W电功、P电功率、t时间

像功的计算方法一样就是功率乘以时间，在生活中可以理解为工作总量=工作效率×工作时间，同样道理电所做的功当就等于电做功的效率乘以时间。

W=I2Rt　(纯电阻电路)

考点名称：能量转化效率

能量转换效率：

使用能源的过程实际上就是能量转移或转化的过程，能源在一定条件下可以转换成人们所需要的各种形式的能量，例如，煤燃烧后放出热量，可以用来烧水、做饭、取暖;也可以用来生产蒸汽，推动蒸汽机转换为机械能，或者推动汽轮发电机转变为电能。电能又可以通过电动机、电灯或其它用电器转换为机械能、光能或内能等。一般情况下，能源不可能全部转化为人们需要得到的能量，所谓能量转换效率就是人们需要得到的能量(即有用能量)与当初消耗总能量的比值，计算公式为效率=输出有用能量/输入的总能量。

能量转换效率计算公式：

能量转换效率的作用及意义

自然系统中存在的能量形式主要为：热能、机械、电能、内能、光能、化学能、声能、电磁能、原子能、生物能等，它们主要是通过一些设备进行从热能到机悈能的转变。

生态系统中能量在食物链的各个营养级之间，不断地流动和转化过程中，某一营养级的生物摄取的能量或同化量，占前一营养级生物换算或能量的生物量百分率。1942年由林德曼提出，他认为从一个营养级到另一个营养级的能量转换率为10%，则生产效率顺营养级逐级递减，即每通过一个营养级，能量减少90%。如果这个数值比例失调，就意味着生态系统中生物之间的数量平衡遭到破坏，也就是说能量转换的效率对于生态的作用也不容忽视。