贾元真 富春竹 祝蕊

在倡导“节能环保”“低碳生活”的今天，新能源开发和利用的前景非常广阔，例如将风能、太阳能、化学能等转化为电能，将太阳能、化学能、核能等转化为内能。因此以新能源的应用为背景，将热学、电学、力学结合起来考查是中考常见的出题思路。下面举例介绍。

例1 （2022·广东·佛山）为保护地球家园，我国将努力争取2060年前实现碳中和。为了降低化石能源占比，我国目前正大力开发利用太阳能、风能、核能等新能源，风光互补发电项目正大规模推进。风光互补发电系统由太阳能电池板、风力发电机组、系统控制器、蓄电池组和逆变器等几部分组成，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电。

下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数，其中风力发电的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；光照功率是指太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率，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。

（1）若太阳能板的面积为0.5 m2，则利用太阳能板发电5 h产生的电能可供额定功率为40 W的电灯正常工作___________h。

（2）若风力发电的输出电功率与风速的立方成正比，则当输出功率为50 W时，风速为___________m/s。

解析：（1）由P = [Wt]得，该太阳能板光照5 h吸收的太阳能

W太 = P太t = 1000 W/m2 × 0.5 m2 × 5 × 3600 s = 9 × 106  J，

該太阳能板发电5 h获得的电能W电 = ηW太 = 20% × 9 × 106 J = 1.8 × 106 J，

这些电能可供额定功率为40 W的电灯正常工作的时间

t = [W电P灯] = [1.8×106J40 W] = 4.5 × 104 s = 12.5 h。

（2）风力发电机的输出电功率P与风速v的立方成正比，即……