Question

最近，英國利物浦大學(xué)公布了一項(xiàng)利用新能源的研究成果：在風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)車葉片上加裝太陽能板，可以同時(shí)利用風(fēng)能和太陽能．
（1）這種裝置可以同時(shí)將

 

能和太陽能轉(zhuǎn)化成電能．如果將其與蓄電池相連，便能把電能儲(chǔ)存起來．蓄電池在儲(chǔ)存電能的過程中，是將電能轉(zhuǎn)化成

 

能．
（2）將該蓄電池（U=12V），按如圖電路，給“12V  8W”的節(jié)能燈L₁和“12V  5W”的彩燈L₂供電，則節(jié)能燈L₁的電阻為多少？彩燈L₂每分鐘消耗的電能為多少？
（3）李明想利用該裝置給家中的樓道燈和室外彩燈設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)控制電路．
提供的器材：蓄電池U、光控開關(guān)S₁（白天斷開，晚上接通）、聲控開關(guān)S₂（發(fā)聲或有人經(jīng)過時(shí)接通，安靜環(huán)境斷開）、樓道燈L₁、室外彩燈L₂．
要求：樓道燈L₁只在晚上有人發(fā)聲時(shí)才開燈，彩燈L₂只在晚上一直接通．
請(qǐng)你根據(jù)提供的器材，按設(shè)計(jì)要求，畫出自動(dòng)控制電路，并在各元件旁標(biāo)上相應(yīng)的字母代號(hào)．

Answer 1

分析：（1）風(fēng)力發(fā)電機(jī)是利用風(fēng)能來發(fā)電的，太陽能板是能將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的裝置；蓄電池是以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存電能的；
（2）根據(jù)燈泡的額定電壓、額定功率，結(jié)合歐姆定律、電功率的公式即可求出；
（3）樓道燈L₁、室外彩燈L₂聲控互不影響；它們應(yīng)并聯(lián)；光控開關(guān)S₁對(duì)兩個(gè)燈都要起控制作用則連在干路上；
聲控開關(guān)S₂是晚上只對(duì)樓道燈L₁起控制作用，所以它串聯(lián)接在樓道燈L₁的支路上．

解答：解：（1）根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽能板的工作原理可知：在風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)車葉片上加裝太陽能板，可以同時(shí)將風(fēng)能和太陽能化成電能．如果將其與蓄電池相連，蓄電池是以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存電能的；在儲(chǔ)存電能的過程中，是將電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能．
故答案為：風(fēng)；化學(xué)．
（2）已知節(jié)能燈L₁額定電壓為12V，額定功率為8W；則由功率公式得：
節(jié)能燈L₁的電阻 R=

U額12

P額1

=

(12V)2

8W

=18Ω；
已知節(jié)能燈L₂額定電壓為12V，額定功率為5W；則由功率公式得：
彩燈L₂一分鐘做的功 W₂=P_額2t=5W×60s=300J；
答：節(jié)能燈L₁的電阻為18Ω；彩燈L₂每分鐘消耗的電能為300J．
（3）根據(jù)分析將樓道燈L₁、室外彩燈L₂連成并聯(lián)電路，光控開關(guān)S₁連在干路上；聲控開關(guān)S₂串聯(lián)接在樓道燈L₁的支路上．如圖：

點(diǎn)評(píng)：本題考查了能量的轉(zhuǎn)化和功率的計(jì)算；并會(huì)根據(jù)要求設(shè)計(jì)串并聯(lián)電路．