4 跨学科实践:半导体与光伏发电 半导体 1.某品牌手机采用了具有中国自主知识产权的芯片,因而受到广泛关注。制造芯片的主要材料是 ( ) A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体 2.发光二极管俗称LED,是由 (选填“半导体”或“超导体”)材料制成的,该材料具有 性。LED正常发光时,用手触摸几乎不发热,所以它在工作时主要将电能转化成 能。 光伏发电 3.如图所示的一种太阳能背包,包的前面有一个太阳能电池板,它可以给包里的蓄电池充电,蓄电池又可以给手机、小风扇等充电。下列说法错误的是 ( ) A.太阳能电池板可以将太阳能转化为电能 B.太阳能电池板给蓄电池充电时,将电能转化为化学能 C.蓄电池给手机充电时,将内能转化为电能 D.小风扇工作时,将电能转化为机械能 1.我国天宫空间站使用4对柔性三结砷化镓太阳能电池板来发电,它的技术非常先进,光电转换效率超30%。下列说法正确的是 ( ) A.太阳能电池板所用材料三结砷化镓是超导体 B.太阳能电池板面积越大,发电效率越高 C.太阳能电池板工作的效率超30%,表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为化学能 D.太阳能电池板工作的效率超30%,表明太阳能电池板把至少30%的太阳能转化为电能 2.(2025济南期中)将A、B两种不同的金属片分别插入柠檬,制成“柠檬电池”,闭合开关S,发光二极管发光。B金属片是“柠檬电池”的 (选填“+”或“-”)极;该二极管是由 (选填“导体”“半导体”或“超导体”)材料制成的。 3.太阳能发电系统中,白天太阳能电池板发电,向电网提供电能。中午时段,太阳能电池板的输出电压为500 V,输出电流为20 A,10 h可以为电网提供电能 kW·h;这些电能可供额定功率为 2 000 W的热水器正常工作 h。 4.(科学思维)如图甲所示的光敏电阻,其阻值R随光强E[光强是表示光的强弱程度的物理量,照射光越强,光强越大。光强用符号E表示,国际单位为坎德拉(cd)]的变化关系如图乙所示。把它接在图丙所示的电路中,其中R是光敏电阻,R0是定值电阻。 (1)光敏电阻主要是由 (选填“超导体”“导体”“半导体”或“绝缘体”)材料制作而成的。 (2)由图乙可知:当光强增大时,光敏电阻的阻值 (选填“增大”“不变”或“减小”)。 (3)在图丙中,当光强为1.0 cd时,闭合开关后,电流表的示数为0.1 A,电压表的示数为2 V,则定值电阻R0的阻值为 Ω;当光强增大到6.0 cd时,电压表的示数 (选填“变大”“不变”或“变小”)。 【详解答案】 基础达标 1.B 2.半导体 单向导电 光 3.C 能力提升 1.D 解析:太阳能电池板所用材料三结砷化镓是半导体,故A错误;太阳能电池板的光电转换效率超30%,与电池板的面积无关,太阳能电池板面积越大,发电功率越大,故B错误;太阳能电池板把光能转化成电能,以化学能的形式储存在电池中;太阳能电池板光电转换效率超30%,表明太阳能电池板能把至少30%的太阳能转化为电能,故C错误,D正确。故选D。 2.+ 半导体 解析:电压表接入电路中时,电流从电压表的正接线柱流入,所以A端为负极、B端为正极;结合电压表的接线方法可知B金属片是“柠檬电池”的正极;二极管主要由半导体材料制成。 3.100 50 解析:太阳能电池板的输出电压为500 V,输出电流为20 A,10 h可以为电网提供的电能W=UIt= 500 V×20 A×10 h=100 kW·h,这些电能可供额定功率为2 000 W的热水器正常工作的时间为t===50 h。 4.(1)半导体 (2)减小 (3)20 变大 解析:(1)光敏电阻主要是由半导体材料制作而成的。半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,具有独特的电学性质,使得光敏电阻能够根据光照强度的变化而改变其阻值。(2)从图乙可以看出,光敏电阻的阻值R随光强E的增大而减小。(3)根据欧姆定律,定值电阻的阻值为R0===20 Ω,当光强 ... ...
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