Question

能源是人类社会进行发展的重要物质基础，太阳能处处可以利用，是一种理想的能源．
（1）你认为利用太阳能有哪些好处？（至少写出两条）
（2）太阳能路灯已成为我市许多城镇、乡村一道靓丽的风景线（如图甲所求）．太阳能路灯的太阳能电池板直接把太阳能转化成电能，并可用蓄电池储存起来．若某小区路灯利用与太阳组电池板相连的蓄电池作是源，蓄电池电压为12V，容量为24A?h（表示安?时），路灯规格为“12V 24W”，则充足电的蓄电池可供电灯正常工作多少时间？
（3）如图乙已走进千家万户的太阳能热水器是采用太阳能转化为热能的方式利用太阳能的．下表提供的是装满水的某种型号的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息．

太阳照射时间/h	太阳能转化为热的效率	水升高的温度/℃	热水器容积/L
8	80	60	100

请根据信息计算：[C_水=4.2×10³J/（kg?℃）]
①太阳能热水器照射8h，水吸收的热量是多少？
②热水器平均1h所吸收的太阳能是多少？

Answer 1

分析：（1）太阳能是一种新型的能源，取之不尽用之不竭，且无污染等；
（2）根据P=UI求出路灯正常发光时的电流，又知道蓄电池的容量，根据I=

Q

t

求出可供电时间；
（3）①装满水时太阳能的容积即为水的体积，根据密度公式求出水的质量，又知道水的比热容、温度的变化量，利用Q_吸=cm△t求出水吸收的热量；
②知道8h水吸收的热量可求1h吸收的热量，又知道太阳能转化为热的效率，根据η=

Q吸

E

×100%求出热水器平均1h所吸收的太阳能．

解答：解：（1）太阳能是一种新型的能源，越来越被广泛利用，它的优点很多，比如：安全、清洁、无污染；太阳能分布广阔，获取方便；能量大、供应时间久等；
（2）由P=UI可得，路灯正常工作时的电流：
I=

P

U

=

24W

12V

=2A，
电池容量为q=24A?h，则由I=

Q

t

可得可供路灯工作时间：
t=

Q

I

=

24A?h

2A

=12h；
（3）①太阳能热水器装满水时，水的体积：
V=100L=100dm³=0.1m³，
由ρ=

m

V

可得，太阳能热水器装满水时，水的质量：
m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg，
水吸收的热量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×60℃=2.52×10⁷J；
②平均1h水吸收的热量：
Q_吸′=

2.52×107J

8

=3.15×10⁶J，
由η=

Q吸

E

×100%可得，热水器平均1h所吸收的太阳能：
E=

Q吸′

η

=

3.15×106J

80%

=3.9375×10⁶J．
答：（1）利用太阳能的好处：①安全、清洁、无污染；②太阳能分布广阔，获取方便；
（2）充足电的蓄电池可供电灯正常工作12h；
（3）①太阳能热水器照射8h，水吸收的热量是2.52×10⁷J；②热水器平均1h所吸收的太阳能是3.9375×10⁶J．

点评：本题以太阳能为背景，考查了太阳能的优点、电功率公式、电流的定义式、密度公式、吸热公式、效率公式的综合应用，关键是从题干和表格中获取有用的信息和公式的灵活应用．