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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１、（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＝８ｍ２，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P０＝１ｋｗ。在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为U＝１２０V，并对车上的电动机提供I＝１０A的电流，试问：
⑴、太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多大？
⑵、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７５％，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为１５０N，则汽车的行驶速度是多大？
解析：⑴、太阳能电池的面板接收到太阳能的功率为：
P太＝P０S＝１×１０３ｗ／ｍ２×８ｍ２＝８×１０３ｗ
转化为太阳能汽车的电工率为：
P电＝UI＝１２０V＝１０A＝×１０３ｗ
太阳能电池将太阳能转化为电能的效率为：
η１＝P电／P太＝×１０３ｗ／８×１０３ｗ＝１５％
⑵、设汽车的转化效率为η２，则汽车的功率为：
P机＝η２P电＝７５％××１０３ｗ＝９００ｗ
当汽车匀速行驶时有：
P机＝ｗ／ｔ＝Ｆｓ／ｔ＝Ｆｖ
故ｖ＝P机／F＝９００ｗ／１５０N＝６ｍ／ｓ
例２、（０４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“１２V、９W”的电子节能灯工作。，平均１ｈ内得 ×１０6J，太阳光照一天（不考虑天气影响，以８ｈ计算），恰好可供电子节能灯工作１０ｈ，请解答下列问题：
⑴、太阳能照明灯利用太阳能的效率是多少？
⑵、４０W的白炽灯与这种９W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１０ｈ，一年按３６５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
２２０
４０
１０００ｈ


电子节能灯
１２
９
２０００ｈ
１５
 
太阳能电池板
 
　
２０年
１０００
 
解析：⑴、太阳能电池板工作一天（以８ｈ计算）吸收的太阳能：
Q＝×１０6J／h×８ｈ=×１０6J
照明灯工作10小时消耗的电能：
W＝Pt=９W×10×3600s＝×１０5J
η＝W/Q＝×１０5J／×１０6J＝%
⑵在相同的时间内（２０年）进行比较
灯泡工作的总时间：20×365×10h＝73000h
使用白炽灯的情况：
需要的灯数73000h／1000h＝73（盏）
购买白炽灯的费用73×＝
白炽灯所消耗的电能：W=Pt=×73000h=
×／＝1168元
共计费用：＋1168元＝
使用太阳能照明灯的情况: