(18分)利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。(1)三峡水电站发电机输出的电压为

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 人造地球卫星/2022-10-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(18分)利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2
(1)三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0×106kW,要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5%,求输电线总电阻的最大值;
(2)发射一颗卫星到地球同步轨道上(轨道半径约为地球半径的6.6)利用太阳能发电,然后通过微波持续不断地将电力输送到地面,这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小;
(3)三峡水电站水库面积约1.0×109m2,平均流量Q=1.5×l04m3/s,水库水面与发电   机所在位置的平均高度差h=l00m,发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上,太阳光垂直照射时的辐射功率为10P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率=20%,将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使(2)中的宇宙太阳能发电站的发电能力与三峡电站相当,卫星上太阳能电池板的面积至少为影大?

◎ 答案

(1)
(2)0.23m/s2
(3)

◎ 解析


(1)设输电线总电阻的最大值为,当通过输电线的电注以为I时,输电线上损耗的功率为    (2分)
采用U=500kV直流电向某地区输电W时,通过输电线的电流
                    (2分)
依题意得
解得        (2分)
(2)设卫星的轨道半径为R,卫星所在轨道的向心加速度大小为,根据万有引力定律和牛顿第二定律得:
                                         (2分)
解得                                    (2分)
当卫星在地表附近时,
在同步轨道上,
根据题意,同步轨道的半径
解得卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小
                         (2分)
(3)三峡水电站的发电功率             (2分)
设卫星太阳能电池板的面积至少为S,
则宇宙太阳能发电站的发电功率
         (2分)
根据题意
所以太阳能电池板的面积至少为                  (2分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(18分)利用水流和太阳能发电,可以为人类提供清洁能源。水的密度,太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率,地球表面的重力加速度取g=10m/s2。(1)三峡水电站发电机输出的电压为…”主要考查了你对  【人造地球卫星】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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