如图是长沙市湘江新区梅溪湖路一种配有小型风力发电机和光电池的新型绿色环保型路灯，该路灯正常...

如图是长沙市湘江新区梅溪湖路一种配有小型风力发电机和光电池的新型绿色环保型路灯，该路灯正常工作时间一般为晚上19：00至第二天早上7：00.其功率为100W。该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。已知风叶的半径为r=1m，风能的利用效率为不η1=5%，风力发电机的线圈共有N=120匝，磁场的磁感应强度为B=0.1T，线圈的面积为S1=0.2 m²，空气的密度为ρ=1.3 kg/m³，晴天太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kW，雨天太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为0.4 kW，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S2=1m²，光能的利用效率为为=20%，π取3./ ≈1.4，结果保留3位有效数字。

(1)该路灯每昼夜要消耗多少电能? 如果在一有风的雨天，风速为10m/s，要经多少小时的光照和风吹，才能满足该路灯每昼夜消耗的电能?

(2)若晴天风速为10m/s时，通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少?

高三物理解答题困难题查看答案及解析

如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。已知风叶的半径为r＝1m，风能的利用效率为η₁＝4%，风力发电机的线圈共有N＝200匝，磁场的磁感应强度为B＝0.1T，线圈的面积为S₁＝0.2m²，空气的密度为ρ＝1.3kg/m³，

太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S＝1m²，光能的利用效率为η₂＝20%，π取3，结果保留2位有效数字。

（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？

（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？

（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少？

高三物理计算题简单题查看答案及解析

如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为120W。该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电。已知风叶的半径为r＝1m，风能的利用效率为η1＝4%，风力发电机的线圈共有N＝200匝，磁场的磁感应强度为B＝0.1T，线圈的面积为S1＝0.2m2，空气的密度为ρ＝1.3kg/m3，

太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为S＝1m2，光能的利用效率为η2＝20%，π取3，结果保留2位有效数字。

（1）若某天是无风的晴天，太阳光照6小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工作多少小时？

（2）如果在某天晚上，有8m/s的风速持续刮风6小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？

（3）如果在一有风的晴天，经3小时的光照和风吹，路灯可正常工作7小时，则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为1A，则此时风叶的转速为多少？

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随着人们环保意识的提高，“风光互补路灯”（如图所示）得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90%左右即停止充电，放电余留20%左右即停止电能输出下表为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。

（1）若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供灯具正常发光多长时间？

（2）若一块该“风光互补路灯”太阳能电池板的总面积为5m2，当其垂直太阳光方向放置时， 最大发电功率达到180W，则当地垂直太阳光方向1m2 范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少？

（3）当风速为6.0m/s 时，风力发电机的输出功率将变为50W。在这种风速下，持续光照12h， 蓄电池的电量也只由20%充到了70%。求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。

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高三物理填空题中等难度题查看答案及解析

如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m²，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m²。 当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；

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如图所示为“风光互补路灯”系统，有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用，为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至左右即停止充电，放电至左右即停止电能输出如表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

已知当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为；当风速为时，风力发电机的输出功率将变为根据以上信息，下列说法中正确的是

A. 当风速超过时，风力发电机开始对蓄电池充电

B. 要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少

C. 当风速为时，利用风能将蓄电池的电能由充至所需时间为84h

D. 利用该蓄电池给大功率LED路灯供电，蓄电池的电能由放电至，可使路灯正常工作75h

高三物理单选题中等难度题查看答案及解析

如图所示为“风光互补路灯”系统，它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，二者皆有时将同时发电，并将电能输至蓄电池储存起来，供路灯照明使用。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，一般充电至90％左右即停止，放电余留20％左右即停止电能输出。下表为某型号风光互补路灯系统配置方案：

如果当地垂直于太阳光的平面得到的太阳辐射最大强度约为240W/m²，要想使太阳能电池的最大输出功率达到36W，太阳能电池板的面积至少要______________m²。 当风速为6m/s时，风力发电机的输出功率将变为50W，在这种情况下，将蓄电池的电能由20%充至90%所需时间为______________h；

高三物理实验题中等难度题查看答案及解析

节能环保的“风光互补路灯”获得广泛应用。图1 是利用自然资源实现“自给自足”的风光互补的路灯，图2 是其中一个路灯的结构示意图，它在有阳光时可通过太阳能电池板发电，有风时可通过风力发电。

（1）北京市某日路灯的开灯时间为19: 00 到次日6: 00，若路灯的功率为P 0 ＝40W，求一盏灯在这段时间内消耗的电能E电。

（2）风力发电机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S ，运动的空气与受风面作用后速度变为零，若风力发电机将风能转化为电能的效率为，空气平均密度为，当风速为v 且风向与风力发电机受风面垂直时，求该风力发电机的电功率P 。

（3）太阳能电池的核心部分是P 型和N 型半导体的交界区域—— PN 结，如图3 所示，取P 型和N 型半导体的交界为坐标原点，PN 结左右端到原点的距离分别为xP 、xN 。无光照时，PN 结内会形成一定的电压，对应的电场称为内建电场E场，方向由N 区指向P 区；有光照时，原来被正电荷约束的电子获得光能变为自由电子，就产生了电子—空穴对，空穴带正电且电荷量等于元电荷e ；不计自由电子的初速度，在内建电场作用下，电子被驱向N 区，空穴被驱向P 区，于是N 区带负电，P 区带正电，图3 所示的元件就构成了直流电源。某太阳能电池在有光持续照射时，若外电路断开时，其PN 结的内建电场场强E场的大小分布如图4 所示，已知xP 、xN 和E0；若该电池短路时单位时间内通过外电路某一横截面的电子数为n ，求此太阳能电池的电动势E 和内电阻r 。

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