Question

【題目】如圖，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，四次發(fā)電．漲潮時，堵住通道，潮水漲至最高水位時打開通道，進(jìn)水發(fā)電，如圖甲所示；當(dāng)海灣水位漲至最高時，堵住通道，如圖乙所示；落潮至最低水位時，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）當(dāng)海灣水位漲至最高時，海灣底部所受水的壓強(qiáng)是多少？

（2）每次漲潮（或落潮）經(jīng)過通道水的質(zhì)量為多少？

（3）試計算每日水流對水輪發(fā)電機(jī)做了多少功？

（4）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．

Answer 1

【答案】（1）1.0×105Pa；（2）1.8×1010㎏；（3）1.584×1012J；（4）2.2×104kw．

【解析】

（1）將h＝10m代入壓強(qiáng)公式即可求得答案．（2）根據(jù)密度公式變形即可求得答案．（3）利用水輪發(fā)電機(jī)總效率公式變形即可求出答案．（4）根據(jù)表中海灣的面積和水位的落差，可計算水的變化體積，再結(jié)合水的平均流量，可計算水落潮一次的時間，利用P＝即可求出答案．

(1)P＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1.0×105Pa，

(2)m＝ρV＝ρsh＝1.0×103㎏/m3×4.5×106m2×(10m6m)＝1.8×1010kg

③W水＝ ＝＝1.584×1012J；

④這次落潮過程中水流對水輪發(fā)電機(jī)做功為：W＝＝3.96×1011J,這次落潮過程中水流時間為：t＝ ＝5h＝1.8×104s，

這次落潮過程中水流對水輪發(fā)電機(jī)做功的平均功率P＝ ＝2.2×107W＝2.2×104kW，