Question

2010年10月1日，中國(guó)探月二期工程先導(dǎo)星“嫦娥二號(hào)”在西昌點(diǎn)火升空，準(zhǔn)確入軌．如圖所示“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星的一部分光電池板面積為8m²，正對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)生120V的電壓，為衛(wèi)星提供10A的電流．若太陽(yáng)光照射處每1m² 面積上1s內(nèi)獲得的太陽(yáng)輻射能量為1000J，則：
（1）該部分光電池在1h內(nèi)所獲得的電能為多少J？
（2）該部分光電池1h內(nèi)所獲得的電能相當(dāng)于完全燃燒多少千克的無(wú)煙煤所放出的熱量？（保留兩位小數(shù)，無(wú)煙煤熱值為3.4×10⁷J/kg）
（3）該部分光電池的能量轉(zhuǎn)換效率是多少？

Answer 1

分析：（1）已知電壓120V，電流10A和時(shí)間1h，根據(jù)W=UIt可求出電能；
（2）光電池1h內(nèi)所獲得的電能已求出，又知無(wú)煙煤熱值為3.4×10⁷J/kg，根據(jù)m=

W

q

求出無(wú)煙煤的質(zhì)量；
（3）光電池在1h內(nèi)所獲得的電能已求出，根據(jù)太陽(yáng)光照射處每1m² 面積上1s內(nèi)獲得的太陽(yáng)輻射能量為1000J，光電池板面積為8m²，可求出光電池獲得的太陽(yáng)輻射能量，兩者之比可求出光電池的能量轉(zhuǎn)換效率．

解答：解：（1）光電池在1h內(nèi)所獲得的電能：
W=120V×10A×3600S=4.32×10⁶J，
（2）無(wú)煙煤的質(zhì)量：
m=

W

q

=

4.32×106J

3.4×107J/kg

≈0.13kg，
（3）光電池在1h內(nèi)獲得的太陽(yáng)輻射能量：
W′=1000J×8×3600=2.88×10⁷J，
光電池的能量轉(zhuǎn)換效率：
η=

W

W′

=

4.32×106J

2.88×107J

=15%．
答：（1）該部分光電池在1h內(nèi)所獲得的電能為4.32×10⁶J；
（2）該部分光電池1h內(nèi)所獲得的電能相當(dāng)于完全燃燒0.13kg的無(wú)煙煤所放出的熱量；
（3）該部分光電池的能量轉(zhuǎn)換效率是15%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了電功的計(jì)算，熱值的概念和效率的計(jì)算，屬于基本內(nèi)容，基本運(yùn)算，難度不大，計(jì)算有點(diǎn)麻煩，只要細(xì)心，注意單位配套解答是不難的．