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阅读短文，回答问题：风光互补路灯系统      风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，白天有阳光时通过太阳能电池板直接发电，并将电能储存至蓄电池中，晚上供LED路灯照明使用．蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功

2019-05-03

阅读短文，回答问题：
风光互补路灯系统      风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，白天有阳光时通过太阳能电池板直接发电，并将电能储存至蓄电池中，晚上供LED路灯照明使用．蓄电池充满电后不再充电，使用时放电至余留20%停止电能输出，可使蓄电池使用寿命更为长久．
下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中光电转化效率是指太阳能电池板将光能转化为电能的效率，蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积，最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率．（煤的热值为3.0×107J/kg）
风力发电机 太阳能电池板
最大限制风速 12.0m/s 电池板面积 0.5m2
最大输出功率 400W 光电转化效率 16%
蓄电池 LED路灯
蓄电池容量 90Ah 额定电压 12V
额定电压 12V 额定功率 60W
（1）关于风光互补路灯系统，下列说法中正确的是___．
A．风力发电机能将电能转化为机械能
B．太阳能电池板工作时先将太阳能转化为内能再转化为电能
C．白天有阳光时，蓄电池相当于一个用电器
D．LED灯的灯丝是利用新型超导体材料制作的
（2）当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时，太阳能电池板的输出总功率为___W．
（3）已知风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，若风力发电机的输出功率为50W，此时风速为___m/s．
（4）充满电的蓄电池以额定电压对LED路灯供电，为使蓄电池的使用寿命更为长久，持续供电时间不能超过___h．该LED灯正常发光时的电流为___A，和普通的白炽灯相比可节能80%，则LED路灯与___W的白炽灯亮度相当．
（5）某道路的路灯采用该型号风光互补路灯照明，已知路灯共700盏，每天正常工作10h，则一天消耗的电能为___kW•h．如果用烧煤发出的电对该道路的路灯供电，已知煤电转换关系为β=400g/（kW•h），则一天需要烧煤___kg．如果用这些煤烧水，在标准大气压下，最多可将___t初温为20℃的水烧开．【已知水的比热容为4200J/（kg•℃）】
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A、风力发电机发电时是把机械能转化为电能，故A错误；
B、太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故B错误；
C、白天有阳光时，此时蓄电池相当于用电器，将电能转化为蓄电池的化学能，故C正确；
D、低碳节能的LED，即是发光二极管，制作发光二极管的核心材料就是半导体材料，故D错误；
故选C；
（2）太阳能电池板的输出功率：
P输出=P0/m2×0.5m2×16%=1000W/m2×0.5m2×16%=80W；
（3）根据题意可知，
P大
v
3
大
=
P
v3
，
所以风速v=
3
P×
v
3
大
P大
=
3
50W×(12m/s)3
400W
=6m/s；
（4）由P=UI，
可得，I=
P
U
=
100W
12V
=使用时放电至余留20%停止电能输出，放电量Q=90Ah×（1-20%）=72Ah，
由I=
Q
t
可得，放电时间：
t=
Q
I
=
90Ah
100W
12V
=10.8h．
由P=UI可得，LED灯正常发光时的电流：
ILED=
ULED
PLED
=
12V
60W
=0.2A；
设两种灯泡正常发光的时间为t，
由P=
W
t
可得，LED消耗的电能为WLED=PLEDt=60W×t，小灯泡消耗的电能为WL=PLt，
因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约80%的电能，
所以，
PLt-60W×t
PL×t
=80%，
解得：PL=300W．
（5）路灯总功率：P=70W×1000=70kW，
因为P=
W
t
，
所以一天消耗的电能：W=Pt=70kW×10h=700kW•h；
已知煤电转换关系为β=400g/（kW•h），
所以需要煤的质量：m=W总×β=400g/（kW•h）×700kW•h=280000g=280kg．
280kg完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q=280kg×3×107J/m3=8.4×109J；
由题知，Q吸=Q放=8.4×109J；
由Q吸=cm（t-t0）可得：
8.4×109J=4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m=25000kg=25t，
故答案为：（1）C；（2）80；（3）6；（4）10.8；0.2；300；（5）700；280；25．
A、风力发电机发电时是把机械能转化为电能，故A错误；
B、太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故B错误；
C、白天有阳光时，此时蓄电池相当于用电器，将电能转化为蓄电池的化学能，故C正确；
D、低碳节能的LED，即是发光二极管，制作发光二极管的核心材料就是半导体材料，故D错误；
故选C；
（2）太阳能电池板的输出功率：
P输出=P0/m2×0.5m2×16%=1000W/m2×0.5m2×16%=80W；
（3）根据题意可知，
P大
v
3
大
=
P
v3
，
所以风速v=
3
P×
v
3
大
P大
=
3
50W×(12m/s)3
400W
=6m/s；
（4）由P=UI，
可得，I=
P
U
=
100W
12V
=使用时放电至余留20%停止电能输出，放电量Q=90Ah×（1-20%）=72Ah，
由I=
Q
t
可得，放电时间：
t=
Q
I
=
90Ah
100W
12V
=10.8h．
由P=UI可得，LED灯正常发光时的电流：
ILED=
ULED
PLED
=
12V
60W
=0.2A；
设两种灯泡正常发光的时间为t，
由P=
W
t
可得，LED消耗的电能为WLED=PLEDt=60W×t，小灯泡消耗的电能为WL=PLt，
因在达到相同亮度的条件下，LED灯可以节约80%的电能，
所以，
PLt-60W×t
PL×t
=80%，
解得：PL=300W．
（5）路灯总功率：P=70W×1000=70kW，
因为P=
W
t
，
所以一天消耗的电能：W=Pt=70kW×10h=700kW•h；
已知煤电转换关系为β=400g/（kW•h），
所以需要煤的质量：m=W总×β=400g/（kW•h）×700kW•h=280000g=280kg．
280kg完全燃烧放出的热量：
Q放=m煤q=280kg×3×107J/m3=8.4×109J；
由题知，Q吸=Q放=8.4×109J；
由Q吸=cm（t-t0）可得：
8.4×109J=4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃-20℃），
解得：m=25000kg=25t，
故答案为：（1）C；（2）80；（3）6；（4）10.8；0.2；300；（5）700；280；25．
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