Question

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．

Answer 1

解题思路：（1）根据电子节能灯的铭牌可知额定电压和额定功率，根据R=

U

2

P

求出节能灯在正常发光时的电阻；

（2）根据题目提供的条件可以求出每天（8h）太阳能电池板吸收的太阳能，这是总能量；利用P=Wt求消耗的电能，即转化的有用能量，再利用效率公式求电子节能利用太阳能的效率；

（3）先根据m=ρV求出水箱内水的质量，假设太阳能电池板吸收的热量全部转化为水的内能，根据Q=cm△t求出可以使

25℃的水升高到的末温，比较一下是否超过人洗澡的适宜温度60℃，即可判断用以晚上洗澡．

（1）节能灯在正常发光时的电阻：

R=

U2

P=

(220V)2

40W=1210Ω；

（2）每天（8h）太阳能电池板吸收的太阳能：

W_总=7.2×10⁴J/（min•m²）×0.3m²×8×60min=1.0368×10⁷J，

∵电子节能灯正常工作，

∴P=P_额=40W，

电子节能灯正常工作10h消耗的电能：

W_有用=Pt=40W×10×3600s=1.44×10⁶J，

太阳能照明灯利用太阳能的效率：

η=

W有用

W总=

1.44×106J

1.0368×107J≈13.9%．

（3）水箱内水的质量：

m=ρV=1.0×10³kg/m³×50×10^-3m³=50kg，

假设太阳能电池板吸收的热量全部转化为水的内能，即Q_吸=W_总，

所以可以使25℃的水升高到：

t₂=

Q吸

cm+t₁=

1.0368×107J

4.2×103J/(kg•℃)×50kg+25℃≈74℃．

超过人洗澡适宜的温度60℃，故可以用以晚上洗澡．

答：（1）节能灯在正常发光时的电阻为1210Ω；

（2）太阳能照明灯利用太阳能的效率大约是13.9%；

（3）能用这块集热板直接对50L容积的水箱加热用以晚上洗澡．

点评：

本题考点： 欧姆定律的应用；能量利用效率；热量的计算．

考点点评： 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，热量的计算和估算等，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．