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        1. 利用水流和太陽能發(fā)電,可以為人類提供清潔能源.水的密度ρ=1×103kg/m3,太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率P0=1×103W/m2,地球半徑為R=6.4×106m,地球表面的重力加速度取g=10m/s2
          (1)寫出太陽光照射到地球表面的總功率P的字母表達式;
          (2)發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6≈2
          11
          倍)利用太陽能發(fā)電,然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面,這樣就建成了太陽能發(fā)電站.求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大小(答案保留兩位有效數(shù)字);
          (3)三峽水電站水庫面積約為S=1×109m2,平均流量Q=1.5×104m3/s,水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差為h=100m,發(fā)電站將水的勢能轉化為電能的總效率η1=60%.在地球同步軌道上,太陽光垂直照射時的輻射功率為1.4P0.太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率為η2=20%,將電能輸送到地面的過程要損失50%.若要使(2)中的太陽能發(fā)電站在被太陽照射時地面接收到的電功率相當于三峽電站發(fā)電的平均功率,衛(wèi)星上太陽能電池板的面積應為多大?(保留一位有效數(shù)字)
          分析:(1)太陽光照射到地球表面的有效面積等于赤道橫截面的圓面積;
          (2)根據(jù)萬有引力定律列方程求解;
          (3)根據(jù)公式W=pt,結合能量守恒定律列方程.
          解答:解:精英家教網(wǎng)(1)如右圖所示,地球表面接受太陽光照射的有效面積是投影面積,則:
          太陽光照射到地球表面的總功率P=sp0=πR2P0
          (2)設距離地心為r處的向心加速度為g′,根據(jù)萬有引力提供向心力:
          G
          Mm
          r2
          =ma
          地球表面處物體所受的萬有引力近似等于重力:
          G
          Mm
          R2
          =mg
          聯(lián)立得:a=(
          1
          6.6
          2×10m/s2≈0.23m/s2;
          (3)三峽發(fā)電每秒提供的重力勢能為:ρQgh,提供的平均電功率為:ρQghη1;
          太陽能電站每秒接收的太陽能為:1.4P0S0
          輸送到地面的平均電功率為:1.4P0S0η250%.
          由題意:輸送到地面的平均電功率為1.4P0S0η250%=ρQghη1;
          解得:s0=6×107m2
          答:(1)太陽光照射到地球表面的總功率P的字母表達式為πR2P0;
          (2)衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大小0.23m/s2;
          (3)衛(wèi)星上太陽能電池板的面積應為6×107m2
          點評:本題屬于信息題,考查所學知識解決實際問題的能力,關鍵是理清題目中給出的多個物理量之間的關系,從而得到等式.
          練習冊系列答案
          相關習題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          利用水流和太陽能發(fā)電,可以為人類提供清潔能源。水的密度,太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。

             (1)三峽水電站發(fā)電機輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區(qū)輸電5.0×106kW,要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%,求輸電線總電阻的最大值;

             (2)發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6)利用太陽能發(fā)電,然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面,這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大小;

             (3)三峽水電站水庫面積約1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水庫水面與發(fā)電    機所在位置的平均高度差h=l00m,發(fā)電站將水的勢能轉化為電能的總效率。在地球同步軌道上,太陽光垂直照射時的輻射功率為10P0。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率=20%,將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使(2)中的宇宙太陽能發(fā)電站的發(fā)電能力與三峽電站相當,衛(wèi)星上太陽能電池板的面積至少為影大?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          (18分)利用水流和太陽能發(fā)電,可以為人類提供清潔能源。水的密度,太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。

             (1)三峽水電站發(fā)電機輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區(qū)輸電5.0×106kW,要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%,求輸電線總電阻的最大值;

             (2)發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6)利用太陽能發(fā)電,然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面,這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大。

             (3)三峽水電站水庫面積約1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水庫水面與發(fā)電    機所在位置的平均高度差h=l00m,發(fā)電站將水的勢能轉化為電能的總效率。在地球同步軌道上,太陽光垂直照射時的輻射功率為10P0。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率=20%,將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使(2)中的宇宙太陽能發(fā)電站的發(fā)電能力與三峽電站相當,衛(wèi)星上太陽能電池板的面積至少為影大?

           

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          科目:高中物理 來源:2010年北京市西城區(qū)高三第二次模擬考試(理綜)物理部分 題型:計算題

          (18分)利用水流和太陽能發(fā)電,可以為人類提供清潔能源。水的密度,太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。
          (1)三峽水電站發(fā)電機輸出的電壓為18kV。若采用500kV直流電向某地區(qū)輸電5.0×106kW,要求輸電線上損耗的功率不高于輸送功率的5%,求輸電線總電阻的最大值;
          (2)發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6)利用太陽能發(fā)電,然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面,這樣就建成了宇宙太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大;
          (3)三峽水電站水庫面積約1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水庫水面與發(fā)電   機所在位置的平均高度差h=l00m,發(fā)電站將水的勢能轉化為電能的總效率。在地球同步軌道上,太陽光垂直照射時的輻射功率為10P0。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率=20%,將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使(2)中的宇宙太陽能發(fā)電站的發(fā)電能力與三峽電站相當,衛(wèi)星上太陽能電池板的面積至少為影大?

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          科目:高中物理 來源:2014屆北京師大附中高三上學期期中考試物理試卷(解析版) 題型:計算題

          (12分)利用水流和太陽能發(fā)電,可以為人類提供清潔能源。水的密度ρ=1×103kg/m3,太陽光垂直照射到地面上時的輻射功率P0 =1×103W/m2,地球半徑為R=6.4×106m,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。

          ⑴寫出太陽光照射到地球表面的總功率P的字母表達式;

          ⑵發(fā)射一顆衛(wèi)星到地球同步軌道上(軌道半徑約為地球半徑的6.6≈倍)利用太陽能發(fā)電,然后通過微波持續(xù)不斷地將電力輸送到地面,這樣就建成了太陽能發(fā)電站。求衛(wèi)星在地球同步軌道上向心加速度的大。ù鸢副A魞晌挥行(shù)字);

          ⑶三峽水電站水庫面積約為S=1×109m2,平均流量Q=1.5×104m3/s,水庫水面與發(fā)電機所在位置的平均高度差為h=100m,發(fā)電站將水的勢能轉化為電能的總效率η1=60%。在地球同步軌道上,太陽光垂直照射時的輻射功率為1.4P0。太陽能電池板將太陽能轉化為電能的效率為η2=20%,將電能輸送到地面的過程要損失50%。若要使⑵中的太陽能發(fā)電站在被太陽照射時地面接收到的電功率相當于三峽電站發(fā)電的平均功率,衛(wèi)星上太陽能電池板的面積應為多大?(保留一位有效數(shù)字)

           

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