Question

【題目】浮管式水力發(fā)電機是不需攔水筑壩，直接利用江河、洋流、潮汐自然之流水動力，它可以利用流水資源實現(xiàn)24小時全天候發(fā)電。如圖甲是發(fā)電機在流水中的工作示意圖，在水深1 m、水面寬1 m、橫截面為矩形的溝渠中發(fā)電機輸出功率和水流速度的關系如圖乙所示。（c水=4.2×103J/（kg℃），ρ水=1×103kg/m3）求：

（1）當水流速度為1.5 m/s時，24 h可以發(fā)電多少千瓦時？

（2）水力發(fā)電利用了大量流水資源，當水流速度為1.5 m/s時，1 h通過溝渠橫截面的水是多少噸？

（3）發(fā)電機對標有“220 V 1000W”的電熱水壺供電，實際電壓約為額定電壓的0.9倍，電熱水壺工作時的實際功率約為多少？

（4）已知大氣壓為1個標準大氣壓，該電熱水壺正常工作8分鐘，剛好能將1kg水燒開，已知水的初溫為20℃，求該電熱水壺的效率。

Answer 1

【答案】（1）12 kW·h （2）5.4×103 t （3）810W (4)70%

【解析】解：（1）由圖乙可知，當水流速度為1.5m/s時，發(fā)電功率為P=500W，

所以24h可以發(fā)電

（2）已知溝渠的橫截面積為S=1m×1m=1m2，當水流速度為1.5 m/s時，1 h通過溝渠橫截面的水的體積 V=Sl=1m2×1.5m/s×3600s=5400m3，

則水的質量

（3）由可得，電熱水壺的電阻

所以電熱壺的實際功率 810W

燒開一壺水，水吸收的熱量

電熱壺所消耗的電能

所以電熱壺的效率