Question

3．能源危機(jī)是全球性問題，開發(fā)和利用太陽能是解決能源危機(jī)的有效途徑之一．太陽能是21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的能源之一．

（1）太陽能實(shí)際上是無限的，灼熱的太陽內(nèi)部原子之間的熱碰撞使聚變（填“裂變”或“聚變”）反應(yīng)激烈地進(jìn)行，從而輻射出巨大的光和熱．
（2）目前人類直接利用太陽能的方式主要有兩種，如圖杭州某新建小區(qū)安裝的太陽能路燈就是其中之一．如圖甲所示是某型號(hào)太陽能路燈，圖乙是它的結(jié)構(gòu)示意圖，圖丙是該太陽能路燈的技術(shù)參數(shù)．
①鉛酸蓄電池在充電過度或放電過度的情況下均會(huì)縮短使用壽命，為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關(guān)S與觸點(diǎn)b接觸即可．（填“a”“b”或“c”）
②該太陽能路燈中鉛酸蓄電池最多能儲(chǔ)存的電能是0.4千瓦時(shí)．
③如果太陽光照射到地面時(shí)的輻射功率為1000J/（ s•m²）（每一秒鐘輻射在每1平方米上的光能為1000J），太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率為8%，則太陽能電池板的面積為多大？

Answer 1

分析 （1）太陽的能量來自于它內(nèi)部發(fā)生的核聚變．
（2）①開關(guān)S與c點(diǎn)接觸時(shí)，電路閉合，鉛酸蓄電池工作，電燈發(fā)光，與b點(diǎn)接觸時(shí)，太陽能電池板對(duì)鉛酸蓄電池充電．
②已知燈泡的功率和連續(xù)工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求最多儲(chǔ)存的電能．
③已知儲(chǔ)存的電能和太陽光照射到地面時(shí)的輻射功率以及太陽能電池光電轉(zhuǎn)換率可求太陽能電池板的面積．

解答 解：
（1）由較輕的原子核聚合成較重的原子核時(shí)，會(huì)釋放出巨大的能量，這是太陽內(nèi)部每時(shí)每刻進(jìn)行的核聚變反應(yīng)．
（2）①晚上要讓電燈發(fā)光，開關(guān)S必須與c點(diǎn)接觸，電路閉合，鉛酸蓄電池工作．太陽能電池板對(duì)鉛酸蓄電池充電時(shí)開關(guān)與a點(diǎn)接觸；為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關(guān)S與b觸點(diǎn)接觸即可．
②鉛酸蓄電池最多能儲(chǔ)存電能W=Pt=0.01kW×4×10h=0.4kW•h=1.44×10⁶J．
③太陽能電池板1s產(chǎn)生的電能為：W=P′t₁=40W×1s=40J
因?yàn)閃=P₁t₁ηS
所以太陽能電池板的面積S=$\frac{W}{{P}_{1}{t}_{1}{η}_{\;}}$=$\frac{40J}{1000J/（s•{m}^{2}）×1s×8%}$=0.5m²．
故答案為：（1）聚變；
（2）①b；②0.4；③太陽能電池板的面積為0.5m²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電路的連接和電能的計(jì)算以及太陽能的利用，我們不但要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，更要學(xué)會(huì)環(huán)保節(jié)能，記住核聚變的應(yīng)用：氫彈、太陽能．