Question

11．中國最佳綠色創(chuàng)新案例風光互補發(fā)電系統(tǒng)是將太陽能和風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．該系統(tǒng)無空氣污染、無噪聲、不產(chǎn)生廢棄物．根據(jù)下表和題中提供的信息，完成下列各題．

型號	風光互補發(fā)電系統(tǒng)
小型風力發(fā)電機	0.6kW   24V
太陽能電池板	單晶硅太陽能板0.3kW  24V
風光互補蓄電池	200A•h，額定電壓24V

（1）發(fā)電機的工作原理是
（2）這種裝置將轉(zhuǎn)化的電能儲存在蓄電池中，如果小型風力發(fā)電機每天工作24h太陽能電池板平均每天工作6h，這種裝置平均每天最多能產(chǎn)生多少電能？
（3）如果這種裝置給路燈供電，他每小時的放電功率是多大？（“A•h”是放電電流與時間的乘積）
（4）如果用這種裝置給家庭提供熱水，它每天能把多少千克的水從10℃加熱到60℃？[c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

Answer 1

分析 （1）發(fā)電機是利用電磁效應工作的；
（2）產(chǎn)生的電能是風力發(fā)電機與太陽能電池轉(zhuǎn)化電能之和；
（3）放電功率可以P=$\frac{W}{t}$=$\frac{UIt}{t}$計算；
（4）用這種裝置給家庭提供熱水，是吸收的熱量等于每天產(chǎn)生的電能，利用Q_吸=cm（t-t₀）的變形式計算質(zhì)量．

解答 解：（1）發(fā)電機的工作原理是電磁感應；
（2）小型風力發(fā)電機每天工作24h產(chǎn)生電能：W_風=P_風t_風=0.6×10³W×24×3600s=5.184×10⁷J；
太陽能電池板工作6h產(chǎn)生電能：W_太=P_太t_太=0.3×10³W×6×3600s=6.48×10⁶J；
該裝置一天產(chǎn)生電能：W=W_風+W_太=5.184×10⁷J+6.48×10⁶J=5.832×10⁷J；
（3）該裝置每小時放電功率P_放=$\frac{{W}_{電池}}{t}$=$\frac{UIt}{t}$=$\frac{24V×200A×3600s}{3600s}$=4800W；
（4）由Q_吸=cm（t-t₀）得可加入水的質(zhì)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）電磁感應；
（2）這種裝置將轉(zhuǎn)化的電能儲存在蓄電池中，如果小型風力發(fā)電機每天工作24h太陽能電池板平均每天工作6h，這種裝置平均每天可產(chǎn)生5.832×10⁷J電能；
（3）如果這種裝置給路燈供電，他每小時的放電功率是4800W；
（4）如果用這種裝置給家庭提供熱水，它每天能把277.7千克的水從10℃加熱到60℃．

點評 對于此類結(jié)合現(xiàn)代科技考查物理知識的題目，是現(xiàn)在中考的熱點，解決此類問題時要緊扣物理考點，認真分析作答．