Question

目前，許多城市的十字路口都安裝了太陽能紅綠燈．白天太陽能電池板給紅綠燈供電，同時多余的電能又給蓄電池充電．在陰雨天和晚上蓄電池又給紅綠燈供電，使紅綠燈能連續工作．其主要參數見下表

光電轉換效率η	有效受光面積S	燈泡額定電壓U
40%	0.5m2	24V

（1）若每天有效受光時間為6h，每平方米的面積上太陽輻射的功率為10³W，求這種太陽能電池板每天獲得的電能．
（2）若太陽能紅綠燈由紅、黃、綠三燈組成．每天獲得的電能，可使它連續正常工作40h，求：太陽能紅綠燈正常工作時的功率和電阻．

Answer 1

分析：太陽能電池板獲取的太陽能是總功，轉化為的電能是有用功．
根據電功的公式W=Pt和電功率的變形公式進行計算，注意單位要統一換算成國際單位制單位．

解答：解：10³W=1kW，
（1）太陽能電池板每天獲得的能量W_總=Pt=1kW×6h×0.5=3kW?h=1.08×10⁷J，
根據機械效率公式，W_有=W_總×η=1.08×10⁷J×40%=4.32×10⁶J=1.2kW?h；
（2）P=

W

t

=

1.2kwh

40h

=0.03kW=30W，
電阻R=

U2

P

=

(24V)2

30W

=19.2Ω．
故答案為：
（1）1.2KWh
（2）30W，19.2Ω．

點評：本題考查學生對電功、電功率和電阻計算公式的應用熟練程度，以及對太陽能電池板中能量轉化本質的分析能力．