Question

3．能源危机是全球性问题，开发和利用太阳能是解决能源危机的有效途径之一．太阳能是21世纪重点发展的能源之一．

（1）太阳能实际上是无限的，灼热的太阳内部原子之间的热碰撞使聚变（填“裂变”或“聚变”）反应激烈地进行，从而辐射出巨大的光和热．
（2）目前人类直接利用太阳能的方式主要有两种，如图杭州某新建小区安装的太阳能路灯就是其中之一．如图甲所示是某型号太阳能路灯，图乙是它的结构示意图，图丙是该太阳能路灯的技术参数．
①铅酸蓄电池在充电过度或放电过度的情况下均会缩短使用寿命，为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与触点b接触即可．（填“a”“b”或“c”）
②该太阳能路灯中铅酸蓄电池最多能储存的电能是0.4千瓦时．
③如果太阳光照射到地面时的辐射功率为1000J/（ s•m²）（每一秒钟辐射在每1平方米上的光能为1000J），太阳能电池光电转换率为8%，则太阳能电池板的面积为多大？

Answer 1

分析 （1）太阳的能量来自于它内部发生的核聚变．
（2）①开关S与c点接触时，电路闭合，铅酸蓄电池工作，电灯发光，与b点接触时，太阳能电池板对铅酸蓄电池充电．
②已知灯泡的功率和连续工作时间，根据公式W=Pt可求最多储存的电能．
③已知储存的电能和太阳光照射到地面时的辐射功率以及太阳能电池光电转换率可求太阳能电池板的面积．

解答 解：
（1）由较轻的原子核聚合成较重的原子核时，会释放出巨大的能量，这是太阳内部每时每刻进行的核聚变反应．
（2）①晚上要让电灯发光，开关S必须与c点接触，电路闭合，铅酸蓄电池工作．太阳能电池板对铅酸蓄电池充电时开关与a点接触；为了避免铅酸蓄电池过充或过放，控制开关S与b触点接触即可．
②铅酸蓄电池最多能储存电能W=Pt=0.01kW×4×10h=0.4kW•h=1.44×10⁶J．
③太阳能电池板1s产生的电能为：W=P′t₁=40W×1s=40J
因为W=P₁t₁ηS
所以太阳能电池板的面积S=$\frac{W}{{P}_{1}{t}_{1}{η}_{\;}}$=$\frac{40J}{1000J/（s•{m}^{2}）×1s×8%}$=0.5m²．
故答案为：（1）聚变；
（2）①b；②0.4；③太阳能电池板的面积为0.5m²．

点评 本题考查电路的连接和电能的计算以及太阳能的利用，我们不但要学会从题目所给信息中找到有用的数据，更要学会环保节能，记住核聚变的应用：氢弹、太阳能．