Question

求这道物理题解答

为了缓解用电紧张,在某条江河上修建了水电站。导管上端与水轮机的水位落差是10米，导管流量是260m^3/s
1) 若水电站发电的效率是60%，发电机的功率是多大？
2) 从能量转化的角度说明水电站的工作原理。
3) 水电站修拦河大坝的目的是什么？

Answer 1

修大坝的目的是要提高水位，以便发的电更多水从高处落下打到水轮机，其实就是重力对水做功，然后水将动能转化为水轮机的动能。最后水轮机的动能根据E=BLV 转换为 电能
水从10米落下，我们来计算1秒内流出的水对水轮机做的功 根据W=FS=mg*10 m=1000*260
W=1000*260*9.8*10=25480000 ，因为算的是1秒内做的功，其实就是水的总势能了，然后呈上60%，等于15288000W，也就是说功率为15.288MW

Answer 2

（1）以一秒钟时间来研究，则：
V水=260m3
m水=ρ水V=1×103kg/m3×260m3=2.6×105kg
W机械能=mgh=2.6×105kg×10N/kg×10m=2.6×107J
W电=W机械×60%=1.56×107J
P=W电/t=1.56×107J/1s=1.56×107W
(2)把水的重力势能转化为动能，再转化为电能。
（3）修建拦河大坝是为了提高水位，增加水的重力势能，以便于转化为更多的电能。

Answer 3

(1)P=60%E/t=0.6×mgh÷t=0.6×260×10³×9.8×10÷1=1.5288×10^7(W)=15288(kW)
（这是以g=9.8m/s来计算，如果题目是10m/s，把9.8换成10，计算结果即是）
(2)利用水的重力势能转化为机械能，进而动生磁场产生电，即机械能转化为电能
站在总的角度来说，是水的重力势能，经过一系列的能量转化，转化成为千家万户的电能
(3)蓄水提高水的高度，增加水的重力势能，这样转化的电能也就更多了。

Answer 4

（1）设时间t，在时间t内水的重力做功w＝v*t*g*h，所以p＝w*（0.6）/t＝vgh。（v是水的流速）。（2）把水的重力势能转化成发电机的机械能，机械能转化成电能。（3）把水留在高处，储存势能。