Question

太陽能殺蟲燈是應用太陽能治理害蟲的_種專用設備．會發出波長為365nm的“光”，盡管這種“光”人眼看不見，一些害蟲卻看得見．具有趨光特性的害蟲見到這種“光”后即紛紛飛來，為進一步殺滅害蟲創造條件．（波速、波長、頻率三者關系式為v=λf）
（1）這種“光”的頻率為________Hz．
（2）若判斷與殺蟲燈相連的一段導線中是否有直流電流通過，手邊有下列幾組器材，其中最為方便可用的是________．
A．小燈泡及導線　　　　　　　 B．鐵棒及細棉線
C．帶電的小紙球及細棉線　　　 D．被磁化的縫衣針及細棉線
（3）整個裝置質量為40kg，與地總接觸面積為200cm²，地面受到的壓強多大？（g取10N/kg）
（4）殺蟲燈的功率為18W，每天工作8小時．該地區每天平均能接收的太陽能為E₀=1.44×10⁷J/m²．太陽能電池板對太陽能的利用率為10%，至少要安裝多少平方米該型號的太陽能電池板才供殺蟲燈使用？

Answer 1

解：（1）f===8.2×10¹⁴Hz．
（2）A．使用小燈泡及導線，還需要重組電路，比較麻煩．
B．鐵棒在磁場中可以被磁化，但是鐵棒的重力太大，通電直導線周圍的磁場比較弱，對被磁化的鐵棒幾乎沒有作用．
C．帶電的小紙球是靜電，和磁場直接沒有直接的聯系．
D．被磁化的縫衣針用棉線懸吊，放在磁場中，通電直導線周圍的磁場對磁化的縫衣針有磁力作用．如果被磁化的縫衣針發生偏轉，導線周圍有磁場，導線中有電流．
故答案為：（1）8.2×10¹⁴；（2）D；
（3）裝置放在水平地面上，對地面的壓力為：F=G=mg=40kg×10N/kg=400N．
地面的受力面積：S=200cm²=2×10^-2m²，
地面受到的壓強：p===2×10⁴Pa．
（4）殺蟲燈8h電流做功為：W₁=Pt=18W×8×3600s=518400J．
太陽能電池板對太陽能的利用率為10%，
所以，10%×S×E₀=W₁，
10%×S×1.44×10⁷J/m²=518400J，
所以，S=0.36m²．
答：（3）地面受到的壓強為518400J．（4）至少要安裝0.36m²該型號的太陽能電池板才供殺蟲燈使用．
分析：知道光的波長、速度，根據v=λf求出頻率．
通電導體周圍存在著磁場，根據磁場對放入其中的磁體產生磁力作用進行判斷．
知道質量求出重力，物體放在水平桌面上，對水平面的壓力等于物體的重力，知道壓力和受力面積求出壓強．
知道殺蟲燈的功率和時間，求出殺蟲燈8小時電流做的功，知道電池板對太陽能的利用率為10%，每天平均能接收的太陽能為E₀=1.44×10⁷J/m²．求出太陽能電池板的面積．
點評：本題通過太陽能殺蟲燈考查了波長、頻率、波速的關系；電流周圍存在磁場；壓強計算；功的計算；太陽能轉化效率等問題，太陽能在人們的生活中有廣泛的應用，把太陽能和電、熱聯系起來，是最近幾年中考的熱點．