为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下的简单实验,取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒,筒内装水0.6kg,用来测量射到地面的太阳能.某天中午在太阳光直射2min后,水的温

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功率/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下的简单实验,取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒,筒内装水0.6 kg,用来测量射到地面的太阳能.某天中午在太   阳光直射2min后,水的温度升高了1 ℃,求:  
(1) 在太阳光直射下,地球表面每平方厘米每分获得的能量;
(2) 若射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面,另外57%被大气吸收和反射,而未到达地面,试估算太阳辐射的功率.

◎ 答案

解:(1)圆筒内的水经过2mm照射后,增加的内能为
△U=Q=cm△t,其中c=4.2×103 J/(kg·℃)
所以△U=4.2×103×0.6×1J=2.5×103J
每分获得的能量为2.5×103J÷2  min=1.25×103J/min
圆筒面积S=3×10-2 m2=3×102 cm2
地球每分每平方厘米获得的能量为
1.25×103÷(3×102) J/(min·cm2)=  4.2 J/(min·cm2)  
(2)以太阳为球心,以日地距离r为半径作一个球面,
根据上述观测,在此球面的每平方厘米面积上每秒接受到的太阳能(即射到大气项层的太阳能)为4.2 J/(min·cm2)÷43%÷60 s/min=0.163 J/(s·cm2)
太阳是向四面八方均匀辐射的
上述球面每秒接受到的太阳能即为太阳的辐射功率P
上述球面的面积为4πr2,其中r=1.5×1011m
所以辐射功率P≈4πr2×0.163 J/(s·cm2)≈4πc×(1.5×1011×102)2×0.163 J/s≈4.6×1026 J/s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“为了测量太阳的辐射功率,某人采取如下的简单实验,取一个横截面积是3×10-2m2的不高的圆筒,筒内装水0.6kg,用来测量射到地面的太阳能.某天中午在太阳光直射2min后,水的温…”主要考查了你对  【功率】,【能量转化与守恒定律】  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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