風(fēng)速(m/s) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 16 |
風(fēng)功率(W) | 15 | 125 | 420 | 1000 | 2000 | 3375 | 8000 |
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=P燈t1=0.12kW×8h=0.96kW•h;
根據(jù)公式η電=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×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光=$\frac{{W}_{光1}}{{t}_{1}}$=$\frac{4.8kW•h}{4h}$=1.2kW;
(2)光照t2=2h,光電池接收的太陽能:
W光2=P光×t2=1.2kW×2h=2.4kW•h;
則根據(jù)公式η電=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×100%可知:
光電池將光能轉(zhuǎn)化為電能W光電=W光2η電=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電=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{光}}$×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.
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測量處 | a | b | c |
第一次測量 | 0.22A | 0.22A | |
第二次測量 | 0.75A | 0.33A |
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