有关太阳能利用问题的几个考题

1、有关太阳能利用问题的几个考题随着科学技术的开展，人们发现，太阳不但用间接方式一直向人类提供赖以生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的又一新能源。首先，太阳能十分巨大，仅一小时到达地球外表的太阳能，就比目前全世界一年能源生产的总量还多。其次， 太阳能供给时间长， 据科学家推算，太阳像现在这样不停地进行核 聚变，连续辐射能量，可维持 60亿年以上，对人类来说，太阳能几乎可以说是一种取之不 尽用之不竭的永久性能源。第三，太阳能分布广阔，获取方便，处处可以利用，既无需挖掘 开采，也无需运输。最后，太阳能平安、清洁，开发利用太阳能不会给环境带来污染。所有 这些，都促使人们对直接利用

2、太阳能日益感兴趣。到目前为止，人类直接利用太阳能的途径有两种：一是把太阳能转化成内能，以供给用；二是通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能。在近年的中考中， 太阳能的直接利用问题，成为一个重要的考点，为此，摘取一组考题，供大家析赏。一、把太阳能转化成内能，以供给用的考题例1 2004年辽宁下表是某电辅式太阳能热水器的局部参数，夏天用温度为20C的水将保温桶充满。假设热水器接受到的太阳能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：保温權容积(L )150来光J2.5水温臭大45-90冬天40“ 3)电热管220V 20QOW当水温恰好到达最高时，需要多少太阳能？假设晚间无太阳光时用电热管加热

3、，到达同样要求，在电热管不计热量损失的情况下, 需要加热多长时间？请简要说出一条太阳能热水器的优点。解；保溫補充满水时，由卩=供得冈=卩朮冒-1 OXlO/mX 150X 103- 150*g籍天巖好日光充分照射下r =兀J' Q暑=C 初3 (i -切)=4.2 X 103J/ Og-r： X( 0Q1C - 20T )= 4,41 X 10 7Y太阳能有刃蛤襯水吸收4.41 X107J50%-4.41 X 10?2000R/= 2.205X 10*s = 6,125 h节能匚例2 2004年黑龙江下面是小明在题为?能源的利用?的研究性学习中收集到的有关太阳能的资料：太阳能是人类最根

4、本的能源，它无污染、免费，还可以再生，这种能源的使用期和太阳本身寿命一样长。当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为 1 . 0 X10J，太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活恰好，小明同学家最近买一台太阳能热水器，在参考了以上资料后，他又在网上下载 了某型号太阳能热水器的宣传广告：容积01100L集热管的采光面积C S)曲数率5)40%便曲年跟(13年小明家每天大约需要 100kg热水，用这种热水器将这些水从 25C加热到45C需要多 长时间？比照效率为80%勺电热水器，小明家每天可节约多少电能?辭；设i表示光照的时间，疋表示l.OX

5、10V/5-=1 03XOCX2D = .4X106 U)缶=加厲 怕證是衣阳能热水器倍给水的热量)S.4X105=l.ox 103X L5X40%10 ES.4X10"丁.F一如以皿二、通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能以供给用的考题例3 2004年河南太阳能是21世纪重点开展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能 电池将接受到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。太阳能实验车上的太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积s= 8m2,太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为 Fb= 1kw，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U= 120V,并对车上的电动机

6、提供I = 10A的电流，试问：太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少？如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75%当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150N,那么汽车的行驶速度是多大？解：太阳能电池的面扳接收到太阳能的功率为 lxioxg = 8000 转化为衣阳能汽车的电攻率曲尸吨=UT= 120f<X 1OX = 1200F太阳能电池痔末阳能能化为电能的蝕率为 卩申12001JrTK设汽车的转化数率対W 那么汽车的机械皴率为珂I =尸电巾=1 20 0(X75% =5>00 当汽车匀逮行驶时有POQjyTsda<=6)71/5例4 2004年甘肃

7、请先阅读以下短文和材料:未来是电动汽车的时代中国工程院院士 陈清泉我一直认为，电动车一定会代替汽油车，有两个理由：一是能源问题，二是污染问题。最多再过60年，我们现在所用的石油资源将枯竭，到那时候汽油车怎么办？还有就是众所 周知的传统汽油车对大气造成的污染相当严重，尾气排放造成的空气污染目前已经占到整个污染的一半以上。电动车应该可以解决这个问题， 因为电动汽车根本上不以汽油为直接燃料, 能源利用率高，环境污染低摘自2004年4月30日?光明日报?“院士论坛资料：目前研究开发中的电动车有两类具有实际应用前景，一是太阳能电动车，二是立足于氢能根底上的燃料电池汽车。前者将太阳能转化为电能，能源来源无

8、限且无污染, 者以氢为燃料，通过化学反响产生电流并排出水，能实现可循环利用和零排放。ft军电动机如图是一辆设计中的太阳能汽车动力局部的电路简图，设阳光辐射到车上的太阳能电池的光能接受板上的功率为1. 0X 104W行驶时，可通过改变滑动变阻器的电阻来调节电动机转速从而改变汽车的行驶速度，当滑动变阻器滑片在最左端时，汽车的行驶速度最大， 此时电压表的示数为 180V,电流表的示数为 15A。汽车以最大速度行驶时电动机消耗的电功率是多大？当滑片向右滑至某一位置时，汽车的行驶速度小于最大速度，此时电压表的示数为150V,电流表的示数为10A,那么此时滑动变阻器接入电路的电阻大小是多少？电动机消耗的功

9、率与滑动变阻器消耗的功率之比是多大?解：太阳能电池的面板接收到太阳能的功率为 转化为丈阳能汽车的电斑率齒= 7 = 12Q!<X 1QX = 1 20 0F木阳能电池桁玄阳能转化沏电能的效率洵丁|1冃120080005TX 100% -15%设汽车册转化敖率対w 那么汽车的机械敖率为卩机=尸电巾=120 0fyX75% =POO 当汽车匀速行驶时有900JF=6/71/5例5 2004年海淀有一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“ 12V 9W的电子节能2灯工作，假设太阳能电池板接受太阳能的有效面积为0. 3m,平均1h内得到的太阳辐射能约为0. 4x 10J,太阳光照一天不考虑天气的影

10、响、以 8h计算，恰好可供电子节能灯工 作10h,请解答以下问题：太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？40W的白炽灯与这种9W的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？灯每天工作10h, 一年按365天计算諏走电压V额走功率W平均寿命毎只售价元毎度电费7E白炽灯22040lOOOh1J0.4电子节能灯1292000h15太阳能电池板20年1000解；太阳能电池板工作一天按恥计算吸收的太阳能 e = 0.4 X 10X8 = 3.2X10V照明灯工作10小时消耗的电能琢卩t 9 矽 X 10X36005 - 3.24X105/3.24X10V3.2X12=10.1%在相等的时间內2Q年进行比拟$灯泡工作总时间：20X365X 10h =73000使用白炽灯情况：需转的灯数：金晋一73 盔购置白炽灯的费用：73X1.5元=109.5元白炽灯所消耗的电能！= F J = 0.04WX73000?i = 292毗齊力须交电费；2920X0.4元仗