1991年8月，世界各國的太陽能專家們聚集巴黎，專門討論了太空太陽能電站問題．這種空間太陽能電站建在地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上固定區(qū)域供電．已知地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R，地球的質(zhì)量為M，萬有引力常量為G．
求：太空太陽能電站距地面的高度．（用題中給定的字母表示）
分析：根據(jù)萬有引力提供向心力，列出向心力公式．可以解出高度．
解答：解：同步衛(wèi)星和地球同步，其周期為地球自轉(zhuǎn)的周期，所以同步衛(wèi)星的角速度為ω．
設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，則有
GMm
(R+h)2
=mω2（R+h）
解得：h=
3
GM
ω2
-R 
答：太空太陽能電站距地面的高度為h=
3
GM
ω2
-R．
點評：該題是萬有引力公式和向心力公式的直接應(yīng)用，該題難度不大，屬于基礎(chǔ)題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

20世紀(jì)80年代初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了硅太陽能電池。1991年8月，世界各國的太陽能專家在巴黎集會，專門講座了太空太陽能電站問題。這種太空太陽能電站建在地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上固定區(qū)域供電，其發(fā)電及傳輸示意圖如圖甲所示。在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能硅電池，通過光電能轉(zhuǎn)換把太陽能變成電能，再經(jīng)微波轉(zhuǎn)換器將直流電轉(zhuǎn)換成微波，并通過天線將電能以微波形式向地面發(fā)送。地面接收站通過整流天線把微波能還原成電能。微波的定向性很好，但對飛鳥是致命的，可在地面站附近裝上保護(hù)網(wǎng)或驅(qū)逐音響，不讓鳥通過，預(yù)計在21世紀(jì)初地球上空將升起衛(wèi)星電站。(已知地球半徑為6 400 km，重力加速度g=9.8 m/s2)

(1)每片太陽能電池的硅片面積為4 cm2，可提供電能50 mW。巨大的太陽能收集板電池列陣面積為5 000 km2，其發(fā)電功率為多少?

(2)利用微波傳輸電能，實現(xiàn)了“無纜輸電”，輸電效率可達(dá)80%，微波輸電采用的頻率為2 450 MHz，試計算它的波長，及到達(dá)地面接收站時的功率。

(3)試計算本題中所述的太空太陽能電站離地面的高度H。

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科目：高中物理 來源：同步題 題型：計算題

1991年8月，世界各國太陽能專家聚集巴黎，專門討論了太空太陽能電站問題，這種空間電站的設(shè)想是將太空站建在與地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上的固定區(qū)域供電，其發(fā)電原理如圖所示．在太陽能收集板上鋪設(shè)太陽能電池，通過光電轉(zhuǎn)換把太陽能轉(zhuǎn)變成電能，再經(jīng)微波轉(zhuǎn)換器將電流轉(zhuǎn)換為微波，并通過天線將電能以微波形式向地面發(fā)送，地面接收站通過天線把微波能還原成電能．    
(1)如果太陽能電池的硅片面積為4 m2，可提供電功率為50 kW，巨大的太陽能收集板系統(tǒng)的總面積可達(dá)5 000 km2，其發(fā)電能力是多少千瓦？    
(2)利用微波傳輸電能，輸電效率可達(dá)80%，試計算到達(dá)地面接收站時的功率實際是多少千瓦？ 
(3)一個太陽灶每平方米平均每分鐘吸收太陽能8.4×104 J，若其效率為15%，那么表面積為2m2的太陽灶的功率為多少？

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科目：高中物理 來源：2008-2009學(xué)年黑龍江省大慶市鐵人中學(xué)高三（上）第一次月考物理試卷（解析版） 題型：解答題

1991年8月，世界各國的太陽能專家們聚集巴黎，專門討論了太空太陽能電站問題．這種空間太陽能電站建在地球同步軌道的一個固定位置上，向地球上固定區(qū)域供電．已知地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R，地球的質(zhì)量為M，萬有引力常量為G．
求：太空太陽能電站距地面的高度．（用題中給定的字母表示）

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