Question

2010年10月1日，中國探月二期工程先導星“嫦娥二號”在西昌點火升空，準確入軌．如圖所示“嫦娥二號”探月衛星的一部分光電池板面積為8m²，正對太陽能產生120V的電壓，為衛星提供10A的電流．若太陽光照射處每1m² 面積上1s內獲得的太陽輻射能量為1000J，則：
（1）該部分光電池在1h內所獲得的電能為多少J？
（2）該部分光電池1h內所獲得的電能相當于完全燃燒多少千克的無煙煤所放出的熱量？（保留兩位小數，無煙煤熱值為3.4×10⁷J/kg）
（3）該部分光電池的能量轉換效率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知電壓120V，電流10A和時間1h，根據W=UIt可求出電能；
（2）光電池1h內所獲得的電能已求出，又知無煙煤熱值為3.4×10⁷J/kg，根據m=

W

q

求出無煙煤的質量；
（3）光電池在1h內所獲得的電能已求出，根據太陽光照射處每1m² 面積上1s內獲得的太陽輻射能量為1000J，光電池板面積為8m²，可求出光電池獲得的太陽輻射能量，兩者之比可求出光電池的能量轉換效率．

解答：解：（1）光電池在1h內所獲得的電能：
W=120V×10A×3600S=4.32×10⁶J，
（2）無煙煤的質量：
m=

W

q

=

4.32×106J

3.4×107J/kg

≈0.13kg，
（3）光電池在1h內獲得的太陽輻射能量：
W′=1000J×8×3600=2.88×10⁷J，
光電池的能量轉換效率：
η=

W

W′

=

4.32×106J

2.88×107J

=15%．
答：（1）該部分光電池在1h內所獲得的電能為4.32×10⁶J；
（2）該部分光電池1h內所獲得的電能相當于完全燃燒0.13kg的無煙煤所放出的熱量；
（3）該部分光電池的能量轉換效率是15%．

點評：本題考查了電功的計算，熱值的概念和效率的計算，屬于基本內容，基本運算，難度不大，計算有點麻煩，只要細心，注意單位配套解答是不難的．