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与太阳能有关的中考题解析 山东 李培英研究开发新能源和生态环保是本世纪非常关注的两大热点，而太阳能是取之不竭，用之不尽的洁净能源，所以太阳能产业发展十分迅速，这样与太阳能有关的中考题也应运而至。下面举例欣赏。例、（04年河南）太阳能是21世纪重点发展的能源之一，太阳能汽车是利用太阳能电池将接受到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车。现有一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为S，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P。在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为UV，并对车上的电动机提供IA的电流，试问：、太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？、如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为N，则汽车的行驶速度是多大？解析：、太阳能电池的面板接收到太阳能的功率为：P太PS转化为太阳能汽车的电工率为：P电UIVA.2太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为：P电P太.2、设汽车的转化效率为，则汽车的功率为：P机P电.2当汽车匀速行驶时有：P机故P机FN例、（北京市海淀区）如图是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供一只“V、W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3，平均内得 到的太阳辐射能约为0.46J，太阳光照一天（不考虑天气影响，以计算），恰好可供电子节能灯工作，请解答下列问题：、太阳能照明灯利用太阳能的效率是多少？、W的白炽灯与这种W的电子节能灯的发光效果相当。请根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作，一年按天计算）额定电压（V）额定功率（W）平均寿命每只售价（元）每度电费（元）白炽灯.电子节能灯太阳能电池板年解析：、太阳能电池板工作一天（以计算）吸收的太阳能：Q0.46Jh=3.26J照明灯工作10小时消耗的电能：WPt=W103600s3.245JW/Q3.245J3.26J10.1%在相同的时间内（年）进行比较灯泡工作的总时间：2036510h73000h使用白炽灯的情况：需要的灯数73000h1000h73（盏）购买白炽灯的费用731.5元109.5元白炽灯所消耗的电能：W=Pt=0.04KW73000h=2920KW.h须交电费2920KW.h.元KW.h1168元共计费用：109.5元1168元1227.5元使用太阳能照明灯的情况:需要的灯数73000h2000h37（盏）购买节能灯的费用3715元555元共计费用：555元1000元1555元1555元1168元因此，按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上没有优势。例3、（04辽宁省）下标是某电辅式太阳能热水器的部分参数，夏天用温度为20水将保温桶，假设热水器接收到的太阳能有50被水吸收，在最好的日光充分照射下，试求：水.J()保温桶容积（L）采光面积（）1502.5水温（）夏天45-60冬天40-60电热管220V、2000W、当水温恰好达到最高时，需要多少太阳能？、若晚间无太阳光时用电热管加热，达到同样的要求，在电热管不及热量损失的情况下需要加热多长时间？、要说出一条太阳能热水器的优点。解析: 、保温桶充满水时，由可得水.）夏天最好日光充分照射下吸水（）.J()(9-20)=4.417J太阳能有50被水吸收1吸4.417J508.827J、吸WPtt=吸/P=4.417J/2000W=2.2057s=6.125h、节能、环保、无污染。某科研所最新研制出了一辆太阳能汽车，车上电池的太阳能接收板的面积是8，它正对太阳时电池能产生120伏的电压，并对车上的电动机提供10安的电流，电动机的直流电阻是4欧，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.0103瓦/。（1）该车的太阳能电池的效率为多大？电动机把电能转化为机械能的效率为多大？（2） 在（1）的前提下，如果该车沿水平地面匀速行驶时所获得的牵引力为160牛，则该车匀速行驶的速度有多大？（3） 如果该车本身的质量为80千克，沿水平路面行驶时受到的牵引力为车总重的0.1倍，它沿水平路面匀速行驶时，最多能装载多少货物？（g=10N/Kg）（4） 通过题目提供的有关数据及你计算出的一些结果，说明太阳能汽车暂时无法投入批量生产的原因。推荐理由随着能源的大量消耗，人类对能源需求的迅速增加，能源供求矛盾将会日益尖锐。节能，是摆在所有人面前的共同话题。所以，与节能有关的考题，很有可能在我市的中考题中出现。这道题来源于生活，应用于生活。而且考查的知识面广，涉及到的物理知识多，符合新课标。分析与解答（1）太阳能电池的效率为：=E电/E太阳=UIt/Pt=UI/P太阳=（120伏10安）/（8103瓦/）=0.15=15%电动机是将电能转化为机械能的机器，其有用功率为机械功率，电功率为总功率，P电=uI=120伏10安=1200瓦；P机械=P电-P热=UII2 R=1200瓦（10安）24欧=800瓦。电动机把电能转化为机械能的效率为：= P机械t/ P电t=P机械/ P电=800W/1200W=0.667=66.7%（2） 根据机械功率的计算公式P=Fv，可求得汽车匀速行驶时速度：V=P/F=800W/160N=5米/秒=18千米/小时；（3） 汽车匀速行驶时，牵引力与受到的阻力为一对平衡力：F=f=0.1G=160N所以G=1600Nm=G/g=1600N/(10N/Kg)=160Kg因为车的自重为80kg，那么只能装货160kg80kg=80kg。（4）通过题给相关数据及后来的计算可看出，由于太阳能电池的光电转换效率太低（只有15%），太阳能接收板的面积太大（8），动力较小（只有160牛）可装载货物的质量太少（只有80千克），正常行驶的速度太慢（只有18千米/小时），故就目前研制成的样品车而言，它的实用价值不大，暂时还不可能为市场所接受，无法进行批量生产。答题建议中考答题时，首先要认真审题，明确考查的知识点，找出题目中有用的已知条件及隐含条件，明确题目要求。选择公式时要注意此公式的适用条件。再就是做题要规范，公式、单位一个都不能少，这就要求学生在平日养成良好的做题习惯。图31所示是一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“12V9W”的电子节能灯工作。若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3米2，平均1小时内得到的太阳辐射能约为焦，太阳光照一天（不考试天气影响，以8小时计算），恰好可供电子节能灯工作10小时。请解答下列问题：（1）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？（2）40瓦的白炽灯与这种9瓦的电子节能灯的发光效果相当。请你根据下表中数据计算说明：按目前价格使用这种太阳能照明灯与使用这种白炽灯相比在经济上是否有优势？（灯每天工作10小时，一年按365天计算）例 6资料表明：到达地球表面的太阳辐射能有几条主要去路： 能量的去路 数值 直接反射 5200010 9 kJ/s 以热能方式离开地球 81000010 9 kJ/s 水循环 4000010 9 kJ/s 大气流动 37010 9 kJ/s 光合作用 4010 9 kJ/s （ 1）捕获太阳能的生物主要为绿色植物，在生态系统中其作用是和。 （ 2）每年由绿色植物通过光合作用（6CO 2 +12H 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 +6H 2 O）为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A,试根据能量关系列出A的计算式（列式中缺少的数据用符号表示）则A=kg，所缺数据的化学含义是。 （ 3）人们将上述有的能量转化为电能，例如大气流动形成风，风的动能可转化为电能。某地风速为10m/s，设空气密度为=1.3kg/m 3 .如果通过横截面为S=10m 2 的风的动能的 40%转化为电能，则此装置输出的电功率为多少？ （ 4）太阳内部不断的发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应