Question

最近，英國利物浦大學公布了一項利用新能源的研究成果：在風力發電機風車葉片上加裝太陽能板，可以同時利用風能和太陽能．
（1）這種裝置可以同時將

 

能和太陽能轉化成電能．如果將其與蓄電池相連，便能把電能儲存起來．蓄電池在儲存電能的過程中，是將電能轉化成

 

能．
（2）將該蓄電池（U=12V），按如圖電路，給“12V  8W”的節能燈L₁和“12V  5W”的彩燈L₂供電，則節能燈L₁的電阻為多少？彩燈L₂每分鐘消耗的電能為多少？
（3）李明想利用該裝置給家中的樓道燈和室外彩燈設計一個自動控制電路．
提供的器材：蓄電池U、光控開關S₁（白天斷開，晚上接通）、聲控開關S₂（發聲或有人經過時接通，安靜環境斷開）、樓道燈L₁、室外彩燈L₂．
要求：樓道燈L₁只在晚上有人發聲時才開燈，彩燈L₂只在晚上一直接通．
請你根據提供的器材，按設計要求，畫出自動控制電路，并在各元件旁標上相應的字母代號．

Answer 1

分析：（1）風力發電機是利用風能來發電的，太陽能板是能將太陽能轉化成電能的裝置；蓄電池是以化學能的形式儲存電能的；
（2）根據燈泡的額定電壓、額定功率，結合歐姆定律、電功率的公式即可求出；
（3）樓道燈L₁、室外彩燈L₂聲控互不影響；它們應并聯；光控開關S₁對兩個燈都要起控制作用則連在干路上；
聲控開關S₂是晚上只對樓道燈L₁起控制作用，所以它串聯接在樓道燈L₁的支路上．

解答：解：（1）根據風力發電機和太陽能板的工作原理可知：在風力發電機風車葉片上加裝太陽能板，可以同時將風能和太陽能化成電能．如果將其與蓄電池相連，蓄電池是以化學能的形式儲存電能的；在儲存電能的過程中，是將電能轉化成化學能．
故答案為：風；化學．
（2）已知節能燈L₁額定電壓為12V，額定功率為8W；則由功率公式得：
節能燈L₁的電阻 R=

U額12

P額1

=

(12V)2

8W

=18Ω；
已知節能燈L₂額定電壓為12V，額定功率為5W；則由功率公式得：
彩燈L₂一分鐘做的功 W₂=P_額2t=5W×60s=300J；
答：節能燈L₁的電阻為18Ω；彩燈L₂每分鐘消耗的電能為300J．
（3）根據分析將樓道燈L₁、室外彩燈L₂連成并聯電路，光控開關S₁連在干路上；聲控開關S₂串聯接在樓道燈L₁的支路上．如圖：

點評：本題考查了能量的轉化和功率的計算；并會根據要求設計串并聯電路．