试题

如图所示为一种太阳能照明灯，太阳能电池板供1只“220V 40W”的电子节能灯工作，若太阳能电池板接收太阳能的有效面积为0.3m²．地球上该处与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能可表示为5×10⁴J/（ min．m²），太阳光照一天，恰好可供电子节能灯工作10h．假设太阳光一直垂直照射太阳能电池板，不考虑天气影响，每天以8h计算．问：
（1）电子节能灯正常发光一小时消耗的电能是多少？
（2）太阳能电池板在一天时间里吸收的能量是多少？
（3）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是多少？

解：
（1）P=40W，t₁=1h=3600s，
∵P=

W

t

，
∴电子节能灯正常发光一小时消耗的电能：
W=Pt=40W×3600s=1.44×10⁵J；
（2）t₂=8h=480min，S=0.3m²，
则太阳能电池板在一天时间里吸收的能量：
W_总=5×10⁴J/（min·m²）×480min×0.3m²=7.2×10⁶J；
（3）t₃=10h=36000s，
∵P=

W

t

，
∴灯所消耗的电能是：W_有用=Pt=40W×36000s=1.44×10⁶ J；
故太阳能照明灯利用太阳能的效率：
η=

W有用

W总

×100%=

1.44×106 J

7.2×106J

×100%=20%．
答：（1）电子节能灯正常发光一小时消耗的电能是1.44×10⁵J；
（2）太阳能电池板在一天时间里吸收的能量是7.2×10⁶J；
（3）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是20%．
解：
（1）P=40W，t₁=1h=3600s，
∵P=

W

t

，
∴电子节能灯正常发光一小时消耗的电能：
W=Pt=40W×3600s=1.44×10⁵J；
（2）t₂=8h=480min，S=0.3m²，
则太阳能电池板在一天时间里吸收的能量：
W_总=5×10⁴J/（min·m²）×480min×0.3m²=7.2×10⁶J；
（3）t₃=10h=36000s，
∵P=

W

t

，
∴灯所消耗的电能是：W_有用=Pt=40W×36000s=1.44×10⁶ J；
故太阳能照明灯利用太阳能的效率：
η=

W有用

W总

×100%=

1.44×106 J

7.2×106J

×100%=20%．
答：（1）电子节能灯正常发光一小时消耗的电能是1.44×10⁵J；
（2）太阳能电池板在一天时间里吸收的能量是7.2×10⁶J；
（3）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是20%．