Question

3．能源危機是全球性問題，開發和利用太陽能是解決能源危機的有效途徑之一．太陽能是21世紀重點發展的能源之一．

（1）太陽能實際上是無限的，灼熱的太陽內部原子之間的熱碰撞使聚變（填“裂變”或“聚變”）反應激烈地進行，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安裝的太陽能路燈就是其中之一．如圖甲所示是某型號太陽能路燈，圖乙是它的結構示意圖，圖丙是該太陽能路燈的技術參數．
①鉛酸蓄電池在充電過度或放電過度的情況下均會縮短使用壽命，為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關S與觸點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存的電能是0.4千瓦時．
③如果太陽光照射到地面時的輻射功率為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部發生的核聚變．
（2）①開關S與c點接觸時，電路閉合，鉛酸蓄電池工作，電燈發光，與b點接觸時，太陽能電池板對鉛酸蓄電池充電．
②已知燈泡的功率和連續工作時間，根據公式W=Pt可求最多儲存的電能．
③已知儲存的電能和太陽光照射到地面時的輻射功率以及太陽能電池光電轉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，會釋放出巨大的能量，這是太陽內部每時每刻進行的核聚變反應．
（2）①晚上要讓電燈發光，開關S必須與c點接觸，電路閉合，鉛酸蓄電池工作．太陽能電池板對鉛酸蓄電池充電時開關與a點接觸；為了避免鉛酸蓄電池過充或過放，控制開關S與b觸點接觸即可．
②鉛酸蓄電池最多能儲存電能W=Pt=0.01kW×4×10h=0.4kW•h=1.44×10⁶J．
③太陽能電池板1s產生的電能為：W=P′t₁=40W×1s=40J
因為W=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．

點評 本題考查電路的連接和電能的計算以及太陽能的利用，我們不但要學會從題目所給信息中找到有用的數據，更要學會環保節能，記住核聚變的應用：氫彈、太陽能．