如圖所示是利用潮汐發(fā)電的原理圖.左方為陸地和海灣,中間為水壩,其下有通道,無論漲潮或落潮,水流經(jīng)過通道均可帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電.一晝夜中兩次漲、落潮,發(fā)電四次.漲潮時(shí),堵住通道,潮水漲至最高水位時(shí)打開通道,進(jìn)水發(fā)電,如圖甲所示;當(dāng)海灣水位漲至最高時(shí),堵住通道,如圖乙所示;落潮至最低水位時(shí),打開通道放水發(fā)電,如圖丙所示(取g=10N/kg,海水的密度1.0×103kg/m3).

以下是某小型潮汐發(fā)電站的一組數(shù)據(jù),據(jù)此回答下列問題:

(1)若發(fā)電機(jī)送出交流電頻率為50Hz,則每秒鐘電流方向改變多少次?

(2)試計(jì)算每日水流對水輪發(fā)電機(jī)做了多少功?

(3)若某次落潮過程中經(jīng)過通道的水的平均流量為3.6×106m3/h,試求這次落潮過程中水流對水輪發(fā)電機(jī)做功的平均功率.

(4)水輪發(fā)電機(jī)輸電電流是多少?

答案:
解析:

  (1)100

  (2)每日的發(fā)電量

  W14.0×104kW·h1.44×1011J

  水流對水輪發(fā)電機(jī)做的功為W2,則

  W2×10%=W1

  W2W1/10%=4.0×105kW·h1.44×1012J

  (3)每次落潮,水流對水輪發(fā)電機(jī)所做的功為

  W0W2/41.0×105kW·h3.6×1011J

  每次落潮流過的水量

  V1.8×107m3

  每次落潮,經(jīng)歷的時(shí)間為

  t5h

  PW0/t1.0×105kW·h/5h

 �。�2×104kW2×107W

  (4)水輪發(fā)電機(jī)輸出電流為

  PP·η=2×104kW×10%=2×103kW

  I100A


提示:

  (1)頻率為50Hz說明每秒鐘電流變化50次,在每次中電流方向改變2次,則每秒鐘電流方向改變100次.

  (2)每日的發(fā)電量為“效率”中的有用功,根據(jù)η=,可算出水流所做的總功.

  (3)功率的計(jì)算應(yīng)先求出每次水流所做的功,再求出每次漲潮(落潮)的時(shí)間,然后代入公式P

  (4)水輪發(fā)電機(jī)輸出電流可根據(jù)PUI計(jì)算,其中PP·η.


練習(xí)冊系列答案
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科目:初中物理 來源:新課程同步練習(xí) 物理 九年級(一學(xué)年) 題型:038

海水的潮汐能是由于地球、月球和太陽相互作用產(chǎn)生的能量,一日兩次,日稱潮,夜稱汐.世界上潮汐能蘊(yùn)藏量約為10億kW,我國約有1.1億kW.我國東南沿海某海灣如圖所示,經(jīng)測量海灣水域面積約為1.0×107 m2.漲潮時(shí)水深20 m,此時(shí)關(guān)上閘門,可使水位保持20 m不變.退潮時(shí),壩外水位降至18 m.假如利用此水壩建潮汐水力發(fā)電站,高出壩外水面的海灣內(nèi)的水流向大海時(shí),重力對水所做的功有10%變?yōu)殡娔埽刻煊袃纱螡q潮(兩次漲潮落差相同),求該電站一天能發(fā)多少電(可把水受到的重力看作都集中在重心上,海水的密度取1.0×103 kg/m3,取g=10 N/kg).

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