Question

（6分）潮汐能是一種可再生的清潔能源．潮汐發(fā)電是在海灣或有潮汐的河口建筑一座水壩，形成水庫，如圖所示，水壩下方有通道，內(nèi)置水輪發(fā)電機組，無論漲潮或落潮，海水經(jīng)過通道均可推動發(fā)電機組發(fā)電．有一所電站，發(fā)電機組在工作過程中能將20%的水能轉化為電能，平均功率達到1.8×l04kW．該電站在某次漲潮前水庫的水量為l06m3，漲潮后水庫的水量為7×l06m3，并達到最高水位20m．漲潮過程中水流經(jīng)過通道的平均流量（單位時間內(nèi)通過的水的體積）Q為3×l06m3/h，海水密度為1.03×103kg/m3，那么在這次漲潮中：

（1）水庫底部所受水的壓強最大是多少？

（2）水流推動發(fā)電機組持續(xù)發(fā)電多長時間？

（3）水流對發(fā)電機組做了多少功？

 

Answer 1

（1）水庫底部所受水的壓強最大是2.06×105Pa；（2）水流推動發(fā)電機組持續(xù)發(fā)電2h；

（3）水流對發(fā)電機組做了6.48×1011J功．

【解析】

試題分析：（1）水庫底部所受水的最大壓強：p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×20m=2.06×105Pa；

（2）進入水庫水的體積V=V1﹣V0=7×l06m3﹣l06m3=6×l06m3，水流推動發(fā)電機組持續(xù)發(fā)電時間：

（3）由得，于發(fā)電機組在工作過程中獲得的電能W=Pt=1.8×l04kW×2h=3.6×104kW?h，

由于發(fā)電機組在工作過程中能將20%的水能轉化為電能，水流對發(fā)電機組做的功：==1.8×105kW?h=6.48×1011J．

答：（1）水庫底部所受水的壓強最大是2.06×105Pa；（2）水流推動發(fā)電機組持續(xù)發(fā)電2h；（3）水流對發(fā)電機組做了6.48×1011J功．

考點：液體的壓強的計算；功的計算；電功的計算。