2.有一種配有風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板的LED路燈,普通路燈的額定功率為0.12kW,LED路燈的額定功率為50W,吹向風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片上的風(fēng)功率與風(fēng)速之間的關(guān)系如下表所示,風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為5%,太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為20%.
風(fēng)速(m/s)2468101216
風(fēng)功率(W)151254201000200033758000
(1)無風(fēng)的晴天,光照4h,太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使普通路燈正常工作8h,則路燈消耗的電能是多少kW•h?太陽能電池接收的太陽光輻射功率為多少?
(2)在有風(fēng)的晴天(風(fēng)速為8m/s),經(jīng)2h的光照和風(fēng)吹,產(chǎn)生的電能可使LED路燈正常工作多少小時(shí)?

分析 (1)已知路燈的額定功率和工作時(shí)間,運(yùn)用公式W=Pt求出路燈正常工作8h消耗的電能;
運(yùn)用η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%求出光電池產(chǎn)生的電能,利用P=$\frac{W}{t}$求出太陽光輻射功率;
(2)經(jīng)2h的光照和風(fēng)吹,運(yùn)用公式W=Pt和η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%求出光電池產(chǎn)生的電能;運(yùn)用公式W=Pt和η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{風(fēng)}}$×100%求出風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能;
根據(jù)路燈的額定功率,運(yùn)用公式t=$\frac{W}{P}$求出路燈正常工作時(shí)間.

解答 解:(1)路燈工作t1=8h消耗的電能:
W電1=Pt1=0.12kW×8h=0.96kW•h;
根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%可知光電池產(chǎn)生的電能:
W光1=$\frac{{W}_{電1}}{{η}_{電}}$=$\frac{0.96kW•h}{20%}$=4.8kW•h;
太陽光輻射功率P=$\frac{{W}_{光1}}{{t}_{1}}$=$\frac{4.8kW•h}{4h}$=1.2kW;
(2)光照t2=2h,光電池接收的太陽能:
W光2=P×t2=1.2kW×2h=2.4kW•h;
則根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%可知:
光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能W光電=W光2η=2.4kW•h×20%=0.48kW•h;
由表格可知:風(fēng)速為8m/s時(shí)P風(fēng)=1kW,則風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能:
W風(fēng)電=P風(fēng)×t2=1kW×2h=2kW•h;
則根據(jù)公式η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%可知:
光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能W風(fēng)電=W風(fēng)2η風(fēng)=2kW•h×5%=0.1kW•h;
所以,W電2=W光電+W風(fēng)電=0.48kW•h+0.1kW•h=0.58kW•h;
由P=$\frac{W}{t}$得:路燈正常工作時(shí)間t′=$\frac{{W}_{電2}}{{P}_{LED}}$=$\frac{0.58kW•h}{0.05kW}$=11.6h.
答:(1)無風(fēng)的晴天,光照4h,太陽能電池板產(chǎn)生的電能可使路燈正常工作8h,則路燈消耗的電能是0.96kW•h;太陽能電池接收的太陽光輻射功率為1.26kW;
(2)在有風(fēng)的晴天(風(fēng)速為8m/s),經(jīng)2h的光照和風(fēng)吹,產(chǎn)生的電能可使LED路燈正常工作11.6h.

點(diǎn)評(píng) 本題通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能電池板的新型路燈,考查了功和功率以及效率的綜合計(jì)算,是一道難度較大的題目.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

12.運(yùn)動(dòng)員射箭時(shí)用力將弓拉開,在放開箭的瞬間,弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

13.質(zhì)量為17.8kg的銅塊,用細(xì)線掛在彈簧測力計(jì)下浸沒于某種液體中時(shí),測力計(jì)示數(shù)為154N,則這種液體的密度為多少?(ρ=8.9×103kg/m3,g=10N/Kg)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

10.小明在安裝家庭電路時(shí),需要用一個(gè)開關(guān)同時(shí)控制兩個(gè)不同的燈泡,且使兩個(gè)燈泡都能正常發(fā)光.安裝完成后,閉合開關(guān),發(fā)現(xiàn)兩只燈泡一個(gè)發(fā)光較亮,但不能達(dá)到正常發(fā)光程度,另一個(gè)基本不發(fā)光.請(qǐng)你幫小明分析一下產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是:兩燈泡串聯(lián)在一起了.如果重新進(jìn)行連接,兩只燈泡和一個(gè)開關(guān)的連接關(guān)系應(yīng)該是:兩只燈泡并聯(lián)后再與開關(guān)串聯(lián).為了安全用電,小明在連接中應(yīng)使開關(guān)控制家庭電路中的火線(選填“零線”、“火線”或“地線”).

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

17.某同學(xué)在做探究“串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),第一次測圖甲中的電流,第二次測圖乙中的電流,下表記錄了他的部分測量值,請(qǐng)你幫他將空白處填好.
測量處abc
第一次測量0.22A0.22A
第二次測量0.75A0.33A

由實(shí)驗(yàn)探究出甲的結(jié)論是在串聯(lián)電路中電流處處相等,寫成公式為Ia=Ib=Ic
由實(shí)驗(yàn)探究出乙的結(jié)論是在并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,寫成公式為Ia=Ib+Ic
測量時(shí)電流表指針偏向如圖丙,原因是電流表正負(fù)接線柱接反了.則他下一步的做法是:斷開開關(guān),把電流表兩端的接線對(duì)換.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

7.“通過凹透鏡的光束一定是發(fā)散的”,這句話對(duì)嗎?如果不對(duì),請(qǐng)舉出反例(畫光路圖.)

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖是有人設(shè)想的一種能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的裝置“永動(dòng)機(jī)”.想一想,它真的能一直不停地運(yùn)動(dòng)下去嗎?不能(選填“能”或“不能”)一直不停地運(yùn)動(dòng)下去,因?yàn)槟芰考炔粫?huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體,而能的總量保持不變.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

11.輪船從河里駛到海里的時(shí)候,船受到的浮力不變,(選填“變大”、“變小”或“不變”)原因是它始終處于漂浮狀態(tài);船身將上浮一些,原因是海水密度大于河水密度.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來源: 題型:填空題

10.對(duì)人體安全的電壓是不高于36V,光在真空中的傳播速度約為3×108m/s.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案