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    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?

    （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）

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    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ρ=1×103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0=1×103W/m2，地球半径为R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2．
    （1）写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式；
    （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≈2
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    倍）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（答案保留两位有效数字）；
    （3）三峡水电站水库面积约为S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率η1=60%．在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0．太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为η2=20%，将电能输送到地面的过程要损失50%．若要使（2）中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率，卫星上太阳能电池板的面积应为多大？（保留一位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （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?

     

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    科目：高中物理 来源：2010年北京市西城区高三第二次模拟考试（理综）物理部分 题型：计算题

    （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?

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    科目：高中物理 来源：2014届北京师大附中高三上学期期中考试物理试卷（解析版） 题型：计算题

    （12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ρ=1×103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P0 =1×103W/m2，地球半径为R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。

    ⑴写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式；

    ⑵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≈倍）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（答案保留两位有效数字）；

    ⑶三峡水电站水库面积约为S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率η1=60%。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为η2=20％，将电能输送到地面的过程要损失50%。若要使⑵中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率，卫星上太阳能电池板的面积应为多大？(保留一位有效数字)

     

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