Question

太陽能資源，不僅包括直接投射到地球表面上的太陽輻射源，而且也包括像所有礦物燃料能、水能、風(fēng)能、海洋能、潮汐能等間接的太陽能資源，還應(yīng)包括綠色植物的光合作用固定下來的能量，即生物能，嚴(yán)格地說，除了地?zé)崮芎驮�子核能以外，地球上所有其他能源全部來自太陽能，這也稱為“廣義太陽能”，以便與僅指太陽輻射能的“狹義太陽能”相區(qū)別．

(1)太陽內(nèi)部持續(xù)不斷地發(fā)生著四個(gè)質(zhì)子聚變?yōu)橐粋�(gè)氦核的熱核反應(yīng)，這種核反應(yīng)釋放出的能量就是太陽能的能源，其核反應(yīng)方程是_________；若m_H＝1.007 3 u，m_He＝4.002 6 u，m_e＝0.000 55 u，則該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損是_________u；如果1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量，由該反應(yīng)中釋放的能量是_________MeV．

由于核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，太陽的質(zhì)量緩慢減少，與現(xiàn)在相比，在很久很久以前，地球轉(zhuǎn)的周期_________．(填“較長(zhǎng)”“較短”“沒有變化”)

(2)利用光電轉(zhuǎn)換可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能．若地球附近某太空站上的太陽能電池接收板的面積是S，光電轉(zhuǎn)化效率為η．已知太陽輻射的總功率為P，太陽輻射穿過太空的能量損失忽略不計(jì)，光速為c，太陽光射到地球上經(jīng)歷的時(shí)間為t，試求該太陽能電池能夠輸出的最大電功率．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)4→＋2　0.0255 u　23.75 MeV　較短 　　(2)以太陽為中心，日地間距離r為半徑做一個(gè)球面．其表面積S球＝4πr2，r＝ct．設(shè)接收板上獲得的輻射功率為，當(dāng)其正對(duì)太陽光時(shí)，獲得功率最大，則/p＝S/S球 　　聯(lián)立求解可得＝． 　　太陽能電池能夠輸出的最大電功率為Pm＝η＝． 　　解析：(1)4→＋2， 　　核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為Δm＝4mH－mHe－2me＝4×1.007 3 u－4.002 6 u－2×0.000 55 u＝0.025 5 u． 　　該核反應(yīng)釋放的能量為ΔE＝0.025 5×931.5 MeV＝23.75 MeV． 　　在很久很久以前，太陽的質(zhì)量比現(xiàn)在大，太陽和地球間的萬有引力比現(xiàn)在的大，由F＝m()2r，可知很久很久以前，地球公轉(zhuǎn)的周期較短． 　　(2)以太陽為中心，日地間距離r為半徑做一個(gè)球面．其表面積S球＝4πr2，r＝ct．設(shè)接收板上獲得的輻射功率為，當(dāng)其正對(duì)太陽光時(shí)，獲得功率最大，則/P＝S/S球 　　聯(lián)立求解可得＝， 　　太陽能電池能夠輸出的最大電功率為Pm＝η＝．

提示：

構(gòu)建物理模型，將太陽輻射的能量看作照射到以太陽為中心，以日地之間距離為半徑的球面上，太陽能接收板只是接收其中的一部分．