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太陽能是一個巨大的能源．據估計，人類每年消費的能量僅相當于太陽在20min內投射到地球上的能量．太陽的能量來源于太陽內部持續不斷地發生著四個質子聚變為一個氦核的熱核反應．

(1)寫出這個核反應方程：________．

(2)寫出這一核反應釋放出能量的表達式：________．

(3)太陽光與電能直接轉換的基本原理是利用光電效應將太陽輻射能直接轉換為電能．下圖是測定光電流的電路簡圖，光電管加正向電壓．

①在圖上標出電源正、負極和電流表的正負接線柱；

②入射光照射在________極上(填A或B)．

答案：見詳解
解析：

(1)4₁¹H→₂⁴He＋2_－₁⁰e

(2)ΔE＝Δmc²＝(4m_p－ma－2m_e)c²

(3)①正電源為左正右負，電流表為上正下負　�、贐

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖14-3-3所示是20世紀90年代初期，科學家發明的一種設立在太空的一個太陽能衛星電站，它可一天24 h發電，且不受天氣、晝夜、氣候的影響，它用太陽能收集板收集到太陽能，再通過微波發射機將能量換成微波傳送到地面接收站，地面接收站再把微波能還原成電能.衛星電站最佳位置是1 100 km的赤道上空，太陽能收集板的硅片每片面積為4 cm上標2，可提供電能50 MW，巨大的收集板電池面積為5 000 km上標2，其發電功率是多少？

圖14-3-3

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科目：高中物理 來源： 題型：

20世紀80年代初，科學家發現了硅太陽能電池。1991年8月，世界各國的太陽能專家在巴黎集會，專門講座了太空太陽能電站問題。這種太空太陽能電站建在地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上固定區域供電，其發電及傳輸示意圖如圖甲所示。在太陽能收集板上鋪設太陽能硅電池，通過光電能轉換把太陽能變成電能，再經微波轉換器將直流電轉換成微波，并通過天線將電能以微波形式向地面發送。地面接收站通過整流天線把微波能還原成電能。微波的定向性很好，但對飛鳥是致命的，可在地面站附近裝上保護網或驅逐音響，不讓鳥通過，預計在21世紀初地球上空將升起衛星電站。(已知地球半徑為6 400 km，重力加速度g=9.8 m/s²)

(1)每片太陽能電池的硅片面積為4 cm²，可提供電能50 mW。巨大的太陽能收集板電池列陣面積為5 000 km²，其發電功率為多少?

(2)利用微波傳輸電能，實現了“無纜輸電”，輸電效率可達80%，微波輸電采用的頻率為2 450 MHz，試計算它的波長，及到達地面接收站時的功率。

(3)試計算本題中所述的太空太陽能電站離地面的高度H。

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科目：高中物理 來源： 題型：

圖14-3-3

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：計算題

1991年8月，世界各國太陽能專家聚集巴黎，專門討論了太空太陽能電站問題，這種空間電站的設想是將太空站建在與地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上的固定區域供電，其發電原理如圖所示．在太陽能收集板上鋪設太陽能電池，通過光電轉換把太陽能轉變成電能，再經微波轉換器將電流轉換為微波，并通過天線將電能以微波形式向地面發送，地面接收站通過天線把微波能還原成電能．
(1)如果太陽能電池的硅片面積為4 m²，可提供電功率為50 kW，巨大的太陽能收集板系統的總面積可達5 000 km²，其發電能力是多少千瓦？
(2)利用微波傳輸電能，輸電效率可達80%，試計算到達地面接收站時的功率實際是多少千瓦？
(3)一個太陽灶每平方米平均每分鐘吸收太陽能8.4×10⁴J，若其效率為15%，那么表面積為2m²的太陽灶的功率為多少？

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