Question

16．閱讀短文，回答問題．
抽水蓄能發(fā)電站
在我們的生活中，由于白天用電量多，晚上用電量少，而發(fā)電站一旦工作，就不能隨便停下來，電只能是隨發(fā)隨用，不能像物品那樣保存起來．為了不造成電能的浪費，人們根據(jù)能量守恒定律設(shè)計出抽水蓄能發(fā)電站．如圖所示，在夜間用電量少時，把電網(wǎng)上用不完的電驅(qū)使水泵將低處的水抽到高處，這樣，電能就轉(zhuǎn)化為水的勢能貯存起來．到了白天用電高峰時，再把高處的水放下來，推動水輪機發(fā)電，將電送回電網(wǎng)．
（1）發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，抽水蓄能發(fā)電站發(fā)電過程的能量轉(zhuǎn)化是高處水的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水輪機的機械能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）抽水蓄能發(fā)電站是在夜間用電量少時抽水的，若上蓄水池長為150m，寬為30m，從深夜11時至清晨4時抽水，使上蓄水池水面增高20m，而抽水過程中水上升的高度始終保持為400m．不計抽水過程中其他能量損耗，抽水的功率是2×10⁷W．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成了可將機械能轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電機；
抽水蓄能發(fā)電站發(fā)電時，水庫的水放下來推動水輪機發(fā)電，水的重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，推動發(fā)電機發(fā)電，又把機械能轉(zhuǎn)化成電能．
（2）根據(jù)短文材料，分析抽水蓄能發(fā)電站的抽水時間；
先根據(jù)蓄水池長為150米，寬為30米，蓄水池水面增高20米，可求出水的體積，再有水的密度，由m=ρV可求出水的質(zhì)量，從而求出水的重力；
再根據(jù)抽水過程中水上升的高度始終保持為400米．由W=Gh可求出抽水機做的功，再有時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求出功率．

解答 解：
（1）發(fā)電機是利用線圈在磁場中做切割磁感線運動時產(chǎn)生的電流的原理---電磁感應(yīng)原理來工作的；
發(fā)電時，水從高處流下來，水的重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，水流的動能轉(zhuǎn)化成水輪機的動能，水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電的過程中，將機械能轉(zhuǎn)化成電能．
（2）根據(jù)材料可知：由于白天用電量多，晚上用電量少，在夜間用電量少時，把電網(wǎng)上用不完的電驅(qū)使水泵將低處的水抽到高處；
水的體積：V=150m×30m×20m=90000m³，
水的質(zhì)量：m=ρV=1.0×10³kg/m³×90000m³=9×10⁷kg．
抽水機做的功：W=Gh=mgh=9×10⁷kg×10N/kg×400m=3.6×10¹¹J．
抽水機工作時間：t=5h；
抽水的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{11}J}{5×3600s}$=2×10⁷W．
故答案為：（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象；重力勢；電；（2）夜間用電量少；2×10⁷W．

點評 本題考查了發(fā)電機的原理，水力發(fā)電過程中能的轉(zhuǎn)化；同時考查了學(xué)生對密度公式、重力公式、功的公式、功率公式的掌握和運用，是一道綜合性題目．