16. 一种太阳能路灯的电路如图所示，白天，光控开关$S_1$与触点$a$接触，太阳能电池板为蓄电池充电；晚上，光控开关$S_1$与触点$b$接触，给路灯供电。$S_2$为时间控制开关，晚上12点前与触点$c$接触，主灯发光；晚上12点后与触点$d$接触，副灯发光。主灯为“$24V$ $15W$”的节能灯，副灯为“$24V$ $10W$”的节能灯，平均每天各工作$6h$。

(1)求路灯正常工作一天消耗的电能是多少千瓦时。
(2)已知太阳能电池板的面积为$0.5m^2$，每平方米平均收集功率为$1.5kW$，若太阳光照射$10h$能使路灯正常工作$5d$，求太阳能电池板的光电转化效率。

解：
(1)主灯一天消耗的电能$W_{1}=P_{1}t=0.015\ \text{kW}\times6\ \text{h}=0.09\ \text{kW}\cdot\text{h}$，副灯一天消耗的电能$W_{2}=P_{2}t=0.01\ \text{kW}\times6\ \text{h}=0.06\ \text{kW}\cdot\text{h}$，路灯正常工作一天消耗的电能$W=W_{1}+W_{2}=0.09\ \text{kW}\cdot\text{h}+0.06\ \text{kW}\cdot\text{h}=0.15\ \text{kW}\cdot\text{h}$。
(2)太阳能电池板10h收集的太阳能$W_{\text{光}}=Pt_{1}=1.5\ \text{kW/m}^2\times0.5\ \text{m}^2\times10\ \text{h}=7.5\ \text{kW}\cdot\text{h}$，路灯正常工作5天消耗的电能$W_{\text{电}}=5W=5\times0.15\ \text{kW}\cdot\text{h}=0.75\ \text{kW}\cdot\text{h}$，太阳能电池板的光电转化效率$\eta=\frac{W_{\text{电}}}{W_{\text{光}}}\times100\%=\frac{0.75\ \text{kW}\cdot\text{h}}{7.5\ \text{kW}\cdot\text{h}}\times100\%=10\%$。

【解析】
(1) 主灯的功率$P_{1}=15W=0.015kW$，一天消耗的电能$W_{1}=P_{1}t=0.015\ \mathrm{kW}×6\ \mathrm{h}=0.09\ \mathrm{kW·h}$；
副灯的功率$P_{2}=10W=0.01kW$，一天消耗的电能$W_{2}=P_{2}t=0.01\ \mathrm{kW}×6\ \mathrm{h}=0.06\ \mathrm{kW·h}$；
路灯正常工作一天消耗的总电能$W=W_{1}+W_{2}=0.09\ \mathrm{kW·h}+0.06\ \mathrm{kW·h}=0.15\ \mathrm{kW·h}$。
(2) 太阳能电池板10h收集的太阳能$W_{\mathrm{光}}=Pt_{1}=1.5\ \mathrm{kW/m}^2×0.5\ \mathrm{m}^2×10\ \mathrm{h}=7.5\ \mathrm{kW·h}$；
路灯正常工作5天消耗的电能$W_{\mathrm{电}}=5W=5×0.15\ \mathrm{kW·h}=0.75\ \mathrm{kW·h}$；
太阳能电池板的光电转化效率$\eta=\frac{W_{\mathrm{电}}}{W_{\mathrm{光}}}×100\%=\frac{0.75\ \mathrm{kW·h}}{7.5\ \mathrm{kW·h}}×100\%=10\%$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.15\ \mathrm{kW·h}}$
(2) $\boldsymbol{10\%}$
【知识点】
电能的计算；光电转化效率计算
【点评】
本题考查电能与光电转化效率的计算，需熟练运用电功公式，明确光电转化效率的计算逻辑，结合开关工作状态分析电路工作情况。
【难度系数】
0.6