如图所示为上海世博园区的一种太阳能照明灯,铭牌上标有“220V?40W LED”字样.若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.5m2,该电池板每天平均能接收的太阳能为2.88×107?J/m2.若太阳照射一天,恰好可供该照明灯正常工作10h.求:
(1)该照明灯正常工作时的电流(保留小数点后两位);
(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率;
(3)若照明灯消耗的这些能量是由火力发电站提供的,火力发电站的效率为30%,则一天可消耗多少千克煤?(煤的热值为3.0×107?J/kg)
网友回答
解:(1)据公式P=UI可知,I===0.18A;
(2)1h=3600s,所以10h=36000s;即t=36000s;
灯所消耗的电能是:W灯=Pt=40W×36000s=1.44×106?J;
消耗的太阳能是W太阳=2.88×107?J/m2×0.5m2=1.44×107?J;
所以η===10%;
(3)火力发电站的效率为30%,所以燃烧煤所产生的热量是:W火===4.8×106?J;
所以燃烧的煤的质量是:Q=mq;m===0.16kg;
答:(1)该照明灯正常工作时的电流0.18?A;(2)太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率10%;(3)若照明灯消耗的这些能量是由火力发电站提供的,火力发电站的效率为30%,则一天可消耗多少千克煤0.16kg;
解析分析:(1)知道该灯的额定电压和额定功率,所以据公式P=UI计算即可;(2)知道该LED灯的额定功率和工作时间,据公式W=Pt可以计算出所消耗的电能;再据太阳的有效面积和相关知识,可以计算出太阳能电池吸收的太阳能,故在利用效率的计算公式计算即可;(3)知道火力发电所提供的电能,据火力发电的效率,可以计算出煤燃烧释放的热量,而后再据公式Q=mq计算出煤的质量.
点评:本题综合考查了电功率公式的计算、消耗电能的计算、效率的计算,以及利用所学知识解决实际问题(新开发的太阳能照明灯能量转化问题),加强了学生的节能意识.