Question

有一種太陽能路燈（電路如圖），光控開關(guān)S，白天與觸點a接觸，太陽能電池板為蓄電池充電，晚上，與觸點b接觸，給路燈供電．時控開關(guān)S₂，晚上12點前與觸點c接觸，主燈發(fā)光，12點后與觸點d接觸，副燈發(fā)光．主燈為“24V  15W”的節(jié)能燈，副燈為“24V 10W”的節(jié)能燈，平均每天各工作6小時．
（1）路燈正常工作一天消耗的電能是多少千瓦時？
（2）已知太陽能電池板的面積為0.5m²，每平方米平均收集功率為1.5KW，若太陽光照射10小時能使路燈正常工作5天，求太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率．
（3）請舉出這種太陽能路燈的兩個優(yōu)點．

Answer 1

分析：（1）已知主燈和副燈的功率以及工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求一天路燈消耗的電能．
（2）已知太陽能電池板的面積和每平方米平均收集功率，以及太陽光照射時間，可求收集的太陽能，還知道路燈正常工作一天消耗的電能，進(jìn)一步求出路燈正常工作5天消耗的電能，路燈正常工作5天消耗的電能與收集的太陽能的比值就是太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率．
（3）太陽能路燈的優(yōu)點從環(huán)保、節(jié)能兩個方面回答即可．

解答：解：（1）主燈一天消耗的電能：W₁=P₁t=0.015kw×6h=0.09kw?h，
副燈一天消耗的電能：W₂=P₂t=0.01kw×6h=0.06kw?h，
路燈正常工作一天消耗的電能：W=W₁+W₂=0.09kw?h+0.06kw?h=0.15kw?h．
答：路燈正常工作一天消耗的電能是0.15kw?h．
（2）一天收集的太陽能：W_光=P′t₁=1.5kw/m²×0.5m²×10h=7.5kw?h，
路燈正常工作5天消耗的電能：W_電=5W=5×0.15kw?h=0.75kw?h，
電池板光電轉(zhuǎn)化效率：η=

W電

W光

=

0.75kw?h

7.5kw?h

=10%．
答：太陽能電池板光電轉(zhuǎn)化效率是10%．
（3）太陽能路燈的優(yōu)點：①采用太陽能電池可以節(jié)約電能，
②主燈和副燈切換工作，也節(jié)約電能，
③太陽能零排放、無污染、取之不盡等．

點評：本題考查消耗電能的計算和太陽能的利用以及能量的利用效率，關(guān)鍵是電功公式的靈活運用，本題還告訴我們在日后的生活中要廣泛使用太陽能，即節(jié)能又環(huán)保．