太阳能电池是人类利用太阳能的智慧结晶，某研究所为了研究需要而设计制造了一块电池板，相关数据如下表：

电池板接收面积（m3）	输出电压峰值（V）	输出电流峰值（A）
S	U	I

通过查阅相关资料知：太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为P₁（W/m²）．则设太阳辐射的总功率为P₀（W），若不计太阳光通过太空及大气层的能量损失，已知半径为r的球面面积为4πr²，则太阳到地球的距离r=．

如图是一款风光互补路灯的照片，它头顶的风力发电机能将风能转化为电能；其肩上的太阳能电池板能将能转化为电能．在一定时间内，太阳光照射在该太阳能电池板上的能量为1.68×10⁶J，若这些能量全部被水吸收，在1个标准大气压下，能将kg的水从20℃加热到沸腾．[C_水=4.2×10³/（kg?℃）]．

太阳能热水器越来越受到人们的喜爱，一太阳能热水器内装有质量为250㎏，温度为25℃的水在阳光照射一段时间后，水温升高到65℃．[c_水=4.2×10³J/（㎏?℃）]
（1）水吸收的太阳能是多少？
（2）如果改用热效率为14%的煤炉完成（1）问中的加热需要完全燃烧多少煤（煤的热值为3×10⁷J/㎏）
（3）分析煤炉热效率低的原因（至少两条）．

“节能减排”是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要，太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小佳家的太阳能热水器，它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有“220V  2000W”字样的电热器对谁进行加热．求：
（1）该太阳能热水器水箱容积为0.12m³，当水箱装满水时，水的质量是多少？
（2）利用太阳能将满箱水的温度从25℃加热到75℃，水吸收的热量是多少？
（3）如用电热管来给水加热，加热的效率为84%，则电热管把满箱水的温度从25℃加热到75℃需要消耗多少电能？（水的比热容是：4.2×10³J/（kg℃））

太阳能是人类能源的宝库，是能源（选填“可再生”或“不可再生”）．人类除了间接利用贮存在化石燃料中的太阳能外，还设法直接利用太阳能．小明家楼顶上安装了一台太阳能热水器，热水器水箱的水面距小明家中的热水器喷头距离为7m，则小明家热水器喷头处的水的压强是Pa；若每平方米的面积上1h内得到的太阳能辐射平均为2.8×10⁶J，采光面积为1.2m²，每天接收太阳能10h，此热水器将接收到的太阳能的50%转变化为水的内能，100L初温20℃的水，一天水温可升高到℃[c_水=4.2×10³J（kg?℃，g=10N/kg]．

有一种太阳能、电能两用热水器．它接受太阳能的真空镀膜管的总有效面积约为1.25m²，能将接受的太阳能的50%转化为水的内能．它的电热水器铭牌见下表：
（1）晴天时，用太阳能加热，每年6月份，云南省向着阳光的地方平均每平方米的面积在l小时内得到的太阳辐射能为3.2×10⁶J．如果每天接受太阳能的时间以8小时计算，可以将80kg、初温为20℃的水加热到多少摄氏度（水的比热容c=4.2×10³J/kg℃）
（2）如果遇到雨天用电能加热．在额定电压下工作时，将上述同样质量初温的水加热到同样的温度需多长时间（假定所消耗的电能全部转化为水的内能）．

小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器．平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热．热水器名牌如下．

××牌热水器
型号HM-20	集热管数28支	额定频率50Hz
水箱容积200L	集热管管长180cm	额定电压220V
防水等级A	系统承压3.0MPa	额定功率4000W

（l）太阳能热水器贮满水，使水温升高10℃时吸收了多少热量？（1L=10^-3m³，c_水=4.2×10³J/kg℃）
（2）不考虑热量的损失，第（1）问中水吸收的热量若通过完全燃烧天然气加热，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为q=4.0×10⁷J/m³）
（3）由于寒冷阴雨，用电热丝辅助加热，若电热器产生的热量有90%被水吸收，则第（1）问中水吸收的热量用电加热，需电加热器正常工作多长时间？

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．6月5日是世界环境日，目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、潜力最大．

（1）你认为利用太阳能有哪些好处？．
（2）太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的，我国太阳能热水器已走进了千家万户．小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²，若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，每天接受太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
（3）为了进一步利用太阳能，人们正在发太阳能电动车．如图甲所示是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电．
①制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：

材料 技术指标	锰铜	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度（kg?m-3）	7.9×103	3.0×103	4.5×103	1.6×103

若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架所用材料的体积约为5×10³m³，车架的质量是多大？
②小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图乙所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω．闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大．此时电流表示数为5A，电动机电功率最大为960W；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？假设电动三轮车电动机线圈电阻为2Ω，在水平路面上匀速直线行驶时受到的摩擦力为100N，则该电动三轮车可调速度范围为多少？

小明家在房屋平顶的水平面上安装了一台太阳能热水器．热水器未加水时的质量为25kg，容积为0.5m³，底座面积为1.0m²．加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到40℃．[水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg．℃）；焦炭的热值q=3.0×10⁷J/kg；g=10N/Kg]
则：（1）在这4h内水吸收了多少热量？
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少焦炭？
（3）加满水后热水器对所在屋顶水平面产生的压强为多少？

小华同学家安装了一台太阳能热水器，晴天可利用太阳能集热，阴雨天可用电辅助加热，铭牌如下：
（1）若平均每平方米面积上每小时接收的太阳能约为2.8×10⁶J．若太阳能装满水，该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m²，每天日照时间8h，且它1天中接收的太阳能有60%被热水器吸收，则可使水温升高多少？[水的比热容为4.2×10³J/（kg?℃）取g=10N/kg]
（2）若该热水器1天中接收的太阳能由电加热提供，则热水器正常工作的电流是多少？，热水器需正常工作时间是多长？
（3）请从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发利用太阳能的主要理由；说出当前利用太阳能方面所面临的主要问题．