Question

目前很多城市已经使用了风光互补路灯系统．它的结构如图甲所示，乙图是它内部电路的示意图．

它具备了风能和太阳能产品的双重优点：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；在风、光都具备时可以同时发电．某种型号的风光互补路灯技术参数如下：

风力发电 额定功率	风力发电 额定风速	风力发电机启动风速	路灯 额定电压	路灯 额定功率	太阳能电池板 平均输出功率
260W	8m/s	3m/s	24V	60W	100W

（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类，太阳能和风能都属于

B

A．二次能源    B．可再生能源     C．常规能源      D．非清洁能源
（2）风力发电机是根据

电磁感应

原理发电的，利用风力发电时，是将

机械

能转化为电能．
（3）路灯下地基修得很宽大，目的是

减少对地面的压强

（4）甲、乙图中有一个共同的元件被虚线框遮住，它是

蓄电池

．
（5）假设路灯每晚工作10h，路灯正常工作时每晚消耗的电能为多少KW?h？
（6）如果太阳光照射到地面时的辐射功率为800J/（s．m²）（1s辐射在每1m²上的光能为800J），若太阳能电池板的面积为1.25m²，太阳能电池光电转换效率为多大？

Answer 1

分析：（1）像水能、风能、太阳能、生物质能等都是能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源．
（2）发电机是根据电磁感应原理制成的，判断其能量转化，要看清该过程中的初始能量和最终形成的能量，进而判断出能量的转化过程．
（3）任何物体承受的压强都有一定的限度，为了保护物体要减小压强．减小压强的方法：在受力面积一定时，减小压力减小压强；在压力一定时，增大受力面积来减小压强；
（4）根据材料可知：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；被虚线框遮住的元件是蓄电池．
（5）知道路灯的额定功率和时间，利用W=Pt求消耗的电能．
（6）知道太阳能电池板的面积和太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，利用效率公式求太阳能电池板的输出功率，根据η=

P有用

P总

即可求出太阳能电池光电转换效率．

解答：解：
（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B；
（2）风力发电机是根据电磁感应原理发电的，利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能；
（3）在路灯整体质量一定，重力一定，对地面的压力一定时；根据p=

F

S

可知：增大地基和地面的受力面积，可以减小对地面的压强．
（4）材料中：该系统既可以通过太阳能电池组独立发电并储存在蓄电池，也可以通过风力发电机独立发电并储存在蓄电池；再观察结构图可知：没有指明蓄电池的位置，所以可判断被虚线框遮住的元件就是蓄电池．
（5）路灯的功率为P=60W=0.06kW，
每晚消耗的电能为：W=Pt=0.06kW×10h=0.6kW?h．
（6）∵P_总=1.25m²×800J/（s．m²）=1000W，
∴根据η=

W有用

W总

=

P有用

P总

得：
太阳能电池光电转换效率为η=

P有用

P总

=

100W

1000W

=10%．
故答案为：（1）B；（2）电磁感应； 机械；（3）减少对地面的压强；（4）蓄电池；（5）每晚消耗的电能为0.6kW?h；（6）太阳能电池光电转换效率为10%．

点评：本题为电学、力学综合题，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识，属于难题！对于此类结合现代科技考查物理知识的题目，是现在中考的热点，解决此类问题时要紧扣物理考点，认真分析作答．