Question

目前，许多城市的十字路口都安装了太阳能红绿灯．白天太阳能电池板给红绿灯供电，同时多余的电能又给蓄电池充电．在阴雨天和晚上蓄电池又给红绿灯供电，使红绿灯能连续工作．其主要参数见下表

光电转换效率η	有效受光面积S	灯泡额定电压U
40%	0.5m2	24V

（1）若每天有效受光时间为6h，每平方米的面积上太阳辐射的功率为10³W，求这种太阳能电池板每天获得的电能．
（2）若太阳能红绿灯由红、黄、绿三灯组成．每天获得的电能，可使它连续正常工作40h，求：太阳能红绿灯正常工作时的功率和电阻．

Answer 1

分析：太阳能电池板获取的太阳能是总功，转化为的电能是有用功．
根据电功的公式W=Pt和电功率的变形公式进行计算，注意单位要统一换算成国际单位制单位．

解答：解：10³W=1kW，
（1）太阳能电池板每天获得的能量W_总=Pt=1kW×6h×0.5=3kW?h=1.08×10⁷J，
根据机械效率公式，W_有=W_总×η=1.08×10⁷J×40%=4.32×10⁶J=1.2kW?h；
（2）P=

W

t

=

1.2kwh

40h

=0.03kW=30W，
电阻R=

U2

P

=

(24V)2

30W

=19.2Ω．
故答案为：
（1）1.2KWh
（2）30W，19.2Ω．

点评：本题考查学生对电功、电功率和电阻计算公式的应用熟练程度，以及对太阳能电池板中能量转化本质的分析能力．