Question

11．中国最佳绿色创新案例风光互补发电系统是将太阳能和风能转化为电能的装置．该系统无空气污染、无噪声、不产生废弃物．根据下表和题中提供的信息，完成下列各题．

型号	风光互补发电系统
小型风力发电机	0.6kW   24V
太阳能电池板	单晶硅太阳能板0.3kW  24V
风光互补蓄电池	200A•h，额定电压24V

（1）发电机的工作原理是
（2）这种装置将转化的电能储存在蓄电池中，如果小型风力发电机每天工作24h太阳能电池板平均每天工作6h，这种装置平均每天最多能产生多少电能？
（3）如果这种装置给路灯供电，他每小时的放电功率是多大？（“A•h”是放电电流与时间的乘积）
（4）如果用这种装置给家庭提供热水，它每天能把多少千克的水从10℃加热到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）发电机是利用电磁效应工作的；
（2）产生的电能是风力发电机与太阳能电池转化电能之和；
（3）放电功率可以P=$\frac{W}{t}$=$\frac{UIt}{t}$计算；
（4）用这种装置给家庭提供热水，是吸收的热量等于每天产生的电能，利用Q_吸=cm（t-t₀）的变形式计算质量．

解答 解：（1）发电机的工作原理是电磁感应；
（2）小型风力发电机每天工作24h产生电能：W_风=P_风t_风=0.6×10³W×24×3600s=5.184×10⁷J；
太阳能电池板工作6h产生电能：W_太=P_太t_太=0.3×10³W×6×3600s=6.48×10⁶J；
该装置一天产生电能：W=W_风+W_太=5.184×10⁷J+6.48×10⁶J=5.832×10⁷J；
（3）该装置每小时放电功率P_放=$\frac{{W}_{电池}}{t}$=$\frac{UIt}{t}$=$\frac{24V×200A×3600s}{3600s}$=4800W；
（4）由Q_吸=cm（t-t₀）得可加入水的质量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{W}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{5.832×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（60℃-10℃）}$≈277.7kg．
答：（1）电磁感应；
（2）这种装置将转化的电能储存在蓄电池中，如果小型风力发电机每天工作24h太阳能电池板平均每天工作6h，这种装置平均每天可产生5.832×10⁷J电能；
（3）如果这种装置给路灯供电，他每小时的放电功率是4800W；
（4）如果用这种装置给家庭提供热水，它每天能把277.7千克的水从10℃加热到60℃．

点评 对于此类结合现代科技考查物理知识的题目，是现在中考的热点，解决此类问题时要紧扣物理考点，认真分析作答．