Question

關(guān)于潮汐，古人云：“潮者，據(jù)朝來(lái)也；汐者，言夕至也�！比鐖D是利用潮汐發(fā)電的示意圖．左方為陸地和海灣，中間為水壩，其下有通道，水經(jīng)通道可帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。潮汐時(shí)，水進(jìn)人海灣，待內(nèi)外水面高度相同，堵住通道，潮落至最低點(diǎn)時(shí)放水發(fā)電。待內(nèi)外水面高度相同，再堵住通道，直到下次漲潮至最高點(diǎn)，又進(jìn)水發(fā)電。設(shè)海灣面積為，高潮與低潮間高度差為3.0m，則一天內(nèi)水流的平均功率為多少千瓦?(一天兩潮)

 

Answer 1

【答案】

【解析】在發(fā)電的過(guò)程中，水的重力做功將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，重力的位移只考慮流進(jìn)和流出海灣海水重心的變化。由于海面廣闊，進(jìn)入海灣的水可認(rèn)為其重心在海面上，進(jìn)入海灣后的水的重心在其幾何中心。這部分水的質(zhì)量為kg，這部分水的重心相對(duì)低潮時(shí)上升的高度為。在發(fā)電的過(guò)程中，水的重力做功將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能和動(dòng)能．一天內(nèi)海水兩進(jìn)兩出，水流功率為。

思路分析：找到研究對(duì)象即重力勢(shì)能發(fā)生變化的那部分海水。求出其質(zhì)量，根據(jù)重力勢(shì)能的公式求解重力勢(shì)能，再根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和功率的計(jì)算公式，求解即可

試題點(diǎn)評(píng)：考查了對(duì)潮汐能的實(shí)際應(yīng)用，實(shí)際上由于各種損失，發(fā)電功率僅為水流的平均功率的10％—25％。能源是人類(lèi)生存和發(fā)展的重要支撐因素．海洋蘊(yùn)藏著極豐富的能源，如潮汐能、波浪能、 溫差能、鹽度差能、海流能等，海洋能源亟待人類(lèi)去開(kāi)發(fā)．潮汐發(fā)電是海洋能開(kāi)發(fā)較早的一種，我國(guó)潮汐能源約kW，開(kāi)發(fā)利用潮汐能技術(shù)也在不斷提高。