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

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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=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=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

初中二年级物理试题“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二物理。

  • 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。