有關(guān)太陽(yáng)能利用問題的幾個(gè)考題

1、有關(guān)太陽(yáng)能利用問題的幾個(gè)考題隨著科學(xué)技術(shù)的開展，人們發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)不但用間接方式一直向人類提供賴以生存和發(fā)展的能量，而且還是可能為人類長(zhǎng)期地直接提供巨大能量的又一新能源。首先，太陽(yáng)能十分巨大，僅一小時(shí)到達(dá)地球外表的太陽(yáng)能，就比目前全世界一年能源生產(chǎn)的總量還多。其次， 太陽(yáng)能供給時(shí)間長(zhǎng)， 據(jù)科學(xué)家推算，太陽(yáng)像現(xiàn)在這樣不停地進(jìn)行核 聚變，連續(xù)輻射能量，可維持 60億年以上，對(duì)人類來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能幾乎可以說(shuō)是一種取之不 盡用之不竭的永久性能源。第三，太陽(yáng)能分布廣闊，獲取方便，處處可以利用，既無(wú)需挖掘 開采，也無(wú)需運(yùn)輸。最后，太陽(yáng)能平安、清潔，開發(fā)利用太陽(yáng)能不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。所有 這些，都促使人們對(duì)直接利用

2、太陽(yáng)能日益感興趣。到目前為止，人類直接利用太陽(yáng)能的途徑有兩種：一是把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，以供給用；二是通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能。在近年的中考中， 太陽(yáng)能的直接利用問題，成為一個(gè)重要的考點(diǎn)，為此，摘取一組考題，供大家析賞。一、把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，以供給用的考題例1 2004年遼寧下表是某電輔式太陽(yáng)能熱水器的局部參數(shù)，夏天用溫度為20C的水將保溫桶充滿。假設(shè)熱水器接受到的太陽(yáng)能有50%被水吸收，在最好的日光充分照射下，試求：保溫權(quán)容積(L )150來(lái)光J2.5水溫臭大45-90冬天40“ 3)電熱管220V 20QOW當(dāng)水溫恰好到達(dá)最高時(shí)，需要多少太陽(yáng)能？假設(shè)晚間無(wú)太陽(yáng)光時(shí)用電熱管加熱

3、，到達(dá)同樣要求，在電熱管不計(jì)熱量損失的情況下, 需要加熱多長(zhǎng)時(shí)間？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)出一條太陽(yáng)能熱水器的優(yōu)點(diǎn)。解；保溫補(bǔ)充滿水時(shí)，由卩=供得岡=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太陽(yáng)能有刃蛤襯水吸收4.41 X107J50%-4.41 X 10?2000R/= 2.205X 10*s = 6,125 h節(jié)能匚例2 2004年黑龍江下面是小明在題為?能源的利用?的研究性學(xué)習(xí)中收集到的有關(guān)太陽(yáng)能的資料：太陽(yáng)能是人類最根

4、本的能源，它無(wú)污染、免費(fèi)，還可以再生，這種能源的使用期和太陽(yáng)本身壽命一樣長(zhǎng)。當(dāng)太陽(yáng)光照射地面時(shí)，1m2地面上在1s內(nèi)平均得到的太陽(yáng)輻射能約為 1 . 0 X10J，太陽(yáng)能熱水器就是直接利用太陽(yáng)能的裝置，目前已經(jīng)逐漸地出現(xiàn)在我們的生活恰好，小明同學(xué)家最近買一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器，在參考了以上資料后，他又在網(wǎng)上下載 了某型號(hào)太陽(yáng)能熱水器的宣傳廣告：容積01100L集熱管的采光面積C S)曲數(shù)率5)40%便曲年跟(13年小明家每天大約需要 100kg熱水，用這種熱水器將這些水從 25C加熱到45C需要多 長(zhǎng)時(shí)間？比照效率為80%勺電熱水器，小明家每天可節(jié)約多少電能?辭；設(shè)i表示光照的時(shí)間，疋表示l.OX

5、10V/5-=1 03XOCX2D = .4X106 U)缶=加厲 怕證是衣陽(yáng)能熱水器倍給水的熱量)S.4X105=l.ox 103X L5X40%10 ES.4X10"丁.F一如以皿二、通過(guò)光電轉(zhuǎn)換裝置把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化成電能以供給用的考題例3 2004年河南太陽(yáng)能是21世紀(jì)重點(diǎn)開展的能源之一，太陽(yáng)能汽車是利用太陽(yáng)能 電池將接受到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車的一種新型汽車。太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)車上的太陽(yáng)能電池接受太陽(yáng)能的面板的有效面積s= 8m2,太陽(yáng)光照射到電池板每平方米面積上的輻射功率為 Fb= 1kw，在晴朗的天氣，電池對(duì)著太陽(yáng)時(shí)產(chǎn)生的電壓為U= 120V,并對(duì)車上的電動(dòng)機(jī)

6、提供I = 10A的電流，試問：太陽(yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率是多少？如果這輛汽車的電動(dòng)機(jī)將電能最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%當(dāng)汽車在水平路面上勻速行駛時(shí)，受到的牽引力為150N,那么汽車的行駛速度是多大？解：太陽(yáng)能電池的面扳接收到太陽(yáng)能的功率為 lxioxg = 8000 轉(zhuǎn)化為衣陽(yáng)能汽車的電攻率曲尸噸=UT= 120f<X 1OX = 1200F太陽(yáng)能電池痔末陽(yáng)能能化為電能的蝕率為 卩申12001JrTK設(shè)汽車的轉(zhuǎn)化數(shù)率対W 那么汽車的機(jī)械皴率為珂I =尸電巾=1 20 0(X75% =5>00 當(dāng)汽車勻逮行駛時(shí)有POQjyTsda<=6)71/5例4 2004年甘肅

7、請(qǐng)先閱讀以下短文和材料:未來(lái)是電動(dòng)汽車的時(shí)代中國(guó)工程院院士 陳清泉我一直認(rèn)為，電動(dòng)車一定會(huì)代替汽油車，有兩個(gè)理由：一是能源問題，二是污染問題。最多再過(guò)60年，我們現(xiàn)在所用的石油資源將枯竭，到那時(shí)候汽油車怎么辦？還有就是眾所 周知的傳統(tǒng)汽油車對(duì)大氣造成的污染相當(dāng)嚴(yán)重，尾氣排放造成的空氣污染目前已經(jīng)占到整個(gè)污染的一半以上。電動(dòng)車應(yīng)該可以解決這個(gè)問題， 因?yàn)殡妱?dòng)汽車根本上不以汽油為直接燃料, 能源利用率高，環(huán)境污染低摘自2004年4月30日?光明日?qǐng)?bào)?“院士論壇資料：目前研究開發(fā)中的電動(dòng)車有兩類具有實(shí)際應(yīng)用前景，一是太陽(yáng)能電動(dòng)車，二是立足于氫能根底上的燃料電池汽車。前者將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，能源來(lái)源無(wú)

8、限且無(wú)污染, 者以氫為燃料，通過(guò)化學(xué)反響產(chǎn)生電流并排出水，能實(shí)現(xiàn)可循環(huán)利用和零排放。ft軍電動(dòng)機(jī)如圖是一輛設(shè)計(jì)中的太陽(yáng)能汽車動(dòng)力局部的電路簡(jiǎn)圖，設(shè)陽(yáng)光輻射到車上的太陽(yáng)能電池的光能接受板上的功率為1. 0X 104W行駛時(shí)，可通過(guò)改變滑動(dòng)變阻器的電阻來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)亩淖兤嚨男旭偹俣龋?dāng)滑動(dòng)變阻器滑片在最左端時(shí)，汽車的行駛速度最大， 此時(shí)電壓表的示數(shù)為 180V,電流表的示數(shù)為 15A。汽車以最大速度行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)消耗的電功率是多大？當(dāng)滑片向右滑至某一位置時(shí)，汽車的行駛速度小于最大速度，此時(shí)電壓表的示數(shù)為150V,電流表的示數(shù)為10A,那么此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻大小是多少？電動(dòng)機(jī)消耗的功

9、率與滑動(dòng)變阻器消耗的功率之比是多大?解：太陽(yáng)能電池的面板接收到太陽(yáng)能的功率為 轉(zhuǎn)化為丈陽(yáng)能汽車的電斑率齒= 7 = 12Q!<X 1QX = 1 20 0F木陽(yáng)能電池桁玄陽(yáng)能轉(zhuǎn)化沏電能的效率洵丁|1冃120080005TX 100% -15%設(shè)汽車冊(cè)轉(zhuǎn)化敖率対w 那么汽車的機(jī)械敖率為卩機(jī)=尸電巾=120 0fyX75% =POO 當(dāng)汽車勻速行駛時(shí)有900JF=6/71/5例5 2004年海淀有一種太陽(yáng)能照明燈，太陽(yáng)能電池板供1只“ 12V 9W的電子節(jié)能2燈工作，假設(shè)太陽(yáng)能電池板接受太陽(yáng)能的有效面積為0. 3m,平均1h內(nèi)得到的太陽(yáng)輻射能約為0. 4x 10J,太陽(yáng)光照一天不考慮天氣的影

10、響、以 8h計(jì)算，恰好可供電子節(jié)能燈工 作10h,請(qǐng)解答以下問題：太陽(yáng)能照明燈利用太陽(yáng)能的效率大約是多少？40W的白熾燈與這種9W的電子節(jié)能燈的發(fā)光效果相當(dāng)。請(qǐng)你根據(jù)下表中數(shù)據(jù)計(jì)算說(shuō)明：按目前價(jià)格使用這種太陽(yáng)能照明燈與使用這種白熾燈相比在經(jīng)濟(jì)上是否有優(yōu)勢(shì)？燈每天工作10h, 一年按365天計(jì)算諏走電壓V額走功率W平均壽命毎只售價(jià)元?dú)岸入娰M(fèi)7E白熾燈22040lOOOh1J0.4電子節(jié)能燈1292000h15太陽(yáng)能電池板20年1000解；太陽(yáng)能電池板工作一天按恥計(jì)算吸收的太陽(yáng)能 e = 0.4 X 10X8 = 3.2X10V照明燈工作10小時(shí)消耗的電能琢卩t 9 矽 X 10X36005 - 3.24X105/3.24X10V3.2X12=10.1%在相等的時(shí)間內(nèi)2Q年進(jìn)行比擬$燈泡工作總時(shí)間：20X365X 10h =73000使用白熾燈情況：需轉(zhuǎn)的燈數(shù)：金晉一73 盔購(gòu)置白熾燈的費(fèi)用：73X1.5元=109.5元白熾燈所消耗的電能！= F J = 0.04WX73000?i = 292毗齊力須交電費(fèi)；2920X0.4元仗