如圖甲所示,太陽(yáng)能路燈已經(jīng)成為許多城市的一道靚麗的風(fēng)景線(xiàn)。該燈桿頂端是太陽(yáng)能電池板,白天光線(xiàn)強(qiáng)時(shí),太陽(yáng)能電池板為蓄電池充電,夜晚光線(xiàn)弱時(shí),蓄電池為電燈供電照明。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖乙,工作時(shí)能量流程圖如圖丙。
太陽(yáng)能電池板的材料最主要的是晶體硅材料,它的基本原理是光電效應(yīng)。光照射到某些物質(zhì)上,引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類(lèi)光致電變的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱(chēng)為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為:外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。外光電效應(yīng)是指被光激發(fā)產(chǎn)生的電子逸出物質(zhì)表面的現(xiàn)象。只有入射光的頻率高于一定值時(shí),才能激發(fā)電子逸出物質(zhì)表面。內(nèi)光電效應(yīng)是指被光激發(fā)所產(chǎn)生的電荷仍在物質(zhì)內(nèi)部運(yùn)動(dòng),但使物質(zhì)的導(dǎo)電能力發(fā)生變化或在物體兩端產(chǎn)生電壓的現(xiàn)象。下表為該太陽(yáng)能路燈的部分技術(shù)參數(shù)。能量密度是指單位質(zhì)量的電池可以存儲(chǔ)的電能的多少。為了能使蓄電池的使用壽命更為長(zhǎng)久,在充電至蓄電池組容量的90%時(shí)即停止充電,放電余留10%時(shí)即停止電能輸出。
太陽(yáng)能電池板 |
蕃電池 |
LED燈 |
電池板的總面積 |
0.5m2 |
電池能量密度 |
40W?h/kg |
釀定電壓 |
12V |
光電轉(zhuǎn)化效率 |
20% |
質(zhì)量 |
10kg |
額定功率 |
10W |
(1)太陽(yáng)能屬于
可再生
可再生
(選填“可再生”或“不可再生”)能源,該能量的產(chǎn)生,是由于在太陽(yáng)的內(nèi)部,氫原子核不斷發(fā)生
聚變
聚變
(選填“裂變”、“聚變”)所釋放的能量。
(2)乙圖中,當(dāng)白天光線(xiàn)強(qiáng)時(shí),S與
b
b
接通(選填“b”、“c”),太陽(yáng)能電池板是利用
內(nèi)
內(nèi)
(選填“內(nèi)”或“外”)光電效應(yīng)工作的,該過(guò)程所涉及的能量轉(zhuǎn)化為
光能轉(zhuǎn)化為電能
光能轉(zhuǎn)化為電能
(選填“光能轉(zhuǎn)化為電能”或“電能轉(zhuǎn)化為光能”)。
(3)如丁圖所示,為可見(jiàn)光中不同色光所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。如果用綠光照射某種物質(zhì)表面,會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。那么用
藍(lán)
藍(lán)
(填“紅”或“藍(lán)”)光照射這種物質(zhì)的表面也會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。
(4)當(dāng)太陽(yáng)光照射到電池板表面處每平方米的功率為1000W時(shí),1h內(nèi),太陽(yáng)能電池板可以提供的電能為
3.6×105
3.6×105
J,若這些電能由燃燒煤提供,則至少需要完全燃燒
1.2×10-2
1.2×10-2
kg的煤。(煤的熱值q
煤=3×10
7J/kg)