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随着航空航天技术的发展，我国已向太空中发射了大量的卫星，太空中的卫星（如图所示）采用太阳能作为供电能源，太阳能翼会将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中，卫星上的电器均用蓄电池供电。太阳能电池板接收太阳光辐射的平均功率为1000W/m2，其光电转化效率为20%，将电能储存到蓄电池的效率为80%。卫星上的电器设备正常工作时电功率为2000W，在地球阴影区为了维持设备正常工作，需要再开启电加热，加热功率为1600W。某卫星绕地球一圈的运动过程中，1.2h被太阳照射，0.4h处于地球阴影区域。
。
。| 太阳照射时间/h | 太阳能转换为水内能的效率 | 热水器最大容量/L | 水的初始温度/℃ |
| 10 | 50% | 100 | 20 |
| 项目 | 参数 |
| 电源电压（V） | 220 |
| 低温挡功率（W） | 100 |
| 高温挡功率（W） | 1200 |
| 容积（L） | 50 |
随着绿色环保、低碳生活等理念的普及，课堂上小组同学通过讨论设想出了一种完全以太阳能电池为能源的汽车（外观如下图甲），其太阳能电池板可直接将太阳能转化为电能，再将电能提供给车内的驱动电机，从而使汽车获得向前行驶的机械能。| 太阳能电池板 | 风力发电机 | 普通蓄电池 | LED灯 | ||||
| 电池板面积 | 0.5m2 | 最大限制风速 | 12m/s | 额定电压 | 12V | 额定电压 | 24V |
| 光电转化效率 | 20% | 最大输出功率 | 400W | 电池容量 | 150Ah | 额定功率 | 60W |
| 项目 | 参数 |
| 电源电压（V） | 220 |
| 低温挡功率（W） | 100 |
| 高温挡功率（W） | 1200 |
| 容积（L） | 50 |
| ◆整车质量为300kg,最高时速54km/h。当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时，所受阻力为车重的0.02倍。 ◆所铺设太阳能电池板面积为6.5m2，该太阳能电池的能量转化效率为20%，太阳能电池直接给电机供电，电机将输入电功率的90%转化为汽车行驶所需的机械功率。 |
太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，某太阳能汽车总质量为400kg,顶部安装了太阳能电池板。如图所示，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，汽车上的太阳能电池板的有效面积为5m2．试计算：
如图甲所示是一个电辅助太阳能热水器（以下简称热水器）。图乙为该热水器电加热部分的原理图，S是控制开关，可以在1、2、3三挡之间切换；图丙为热水器的铭牌。在光照条件不好时，可用电加热器加热，温度达到预设温度时会自动切换到保温状态，为了防止触电，热水器在向外供水过程中会自动断电。某日因天气原因，太阳能只将水由20℃加热到30℃，此时开启电加热器，经过2min将水加热到预设温度70℃后进入保温状态。已知电加热器装满水的质量为50kg,水吸收太阳能的效率为60%，水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），供水过程中不计热量损失，请根据以上条件分析计算：| 项目 | 参数 |
| 电源电压（V） | 220 |
| 低温挡功率（W） | 100 |
| 高温挡功率（W） | 1200 |
的光朝向汽车的太阳能电池板照射，且这些太阳光穿过太空和地球周围的大气层到达太阳能电池板的过程中还有51%的能量损耗，请结合以上数据通过计算说明小组的数据设想是否可行？
| 项目 | 参数 |
| 电源电压（V） | 220 |
| 低温挡功率（W） | 100 |
| 高温挡功率（W） | 1200 |
| 容积（L） | 50 |
| 项目 | 参数 |
| 电源电压（V） | 220 |
| 低温挡功率（W） | 100 |
| 高温挡功率（W） | 1200 |
| 容积（L） | 50 |
| 风力发电机 | 太阳能电池板 | ||
| 最大限制风速 | 12m/s | 电池板面积 | 0.5m2 |
| 最大输出功率 | 360W | 太阳能转换效率 | 18% |
| 蓄电池 | 路灯 | ||
| 蓄电池容量 | 400A•h | 额定电压 | 12V |
| 额定电压 | 12V | 额定功率 | 60W |
如图所示是太阳能LED路灯，白天有日照时，电池板将太阳能转化为电能并储存在锂电池中，晚上锂电池给LED路灯系统供电提供照明。已知：太阳能电池板输出参数为“20V 5A”，有效面积为0.5m2；正常日照时，太阳每秒辐射到每平方米电池板上的能量为0.8×103J（即为0.8×103W/m2）。
太阳能是21世纪重点发展的能源之一。太阳能电动车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动车辆的一种新型电动车。如图所示是一辆太阳能电动车，车上太阳能电池接受太阳能的面板的有效面积为6m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上辐射功率为1kW，在晴朗的天气，电池对着太阳时产生的电压为120V，并对车上的电动机提供8A的电流，试问：
dkx@dyw.com
2025-04-30
初中物理 | | 解答题
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