(2014•汕尾二模)如图是利用波浪发电的原理图.当浮子随着海面波浪上下浮动时,会带动液压缸内的活塞上下运动,驱使缸内的

(2014•汕尾二模)如图是利用波浪发电的原理图.当浮子随着海面波浪上下浮动时,会带动液压缸内的活塞上下运动,驱使缸内的油液流动,流动的油液冲击水轮机使其转动,带动发电机发电.
(1)波浪发电利用的是波浪能,波浪能属于______能,是______(可再生/不可再生)能源.
(2)发电机只在浮子上浮时才发电.假设浮子沿竖直方向运动,浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为h,起伏一次所用时间为t.由于浮子存在重力,试推导浮子上浮时对油液做功的实际功率P?己知浮子(含活塞和连杆)的重力为G,在水中上浮带动发电机发电时,浸入水中的体积为V;水的密度为ρ.
(3)若发电机发电时输出的电压为U、电流为I,则此波浪发电系统的效率η是多少?
云淡--风轻 1年前 已收到1个回答 举报

猫喵儿 幼苗

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解题思路:(1)物体由于运动而具有的能叫动能,动能和势能统称机械能;能够源源不断地从自然界获得或能重复利用的能源是可再生能源,不能源源不断从自然界获得或不能重复利用的能源是不可再生能源;
(2)根据阿基米德原理求出浮子所受的浮力,利用W=FS求出浮子起伏一次做的功,最后利用功率的计算公式求出浮子上浮时对油液做功的实际功率P;
(3)知道电流、电压、时间,用W=UIt求出有用功,总功为浮力做的功,再用公式P=[W/t]求出波浪发电系统的效率.

(1)波浪发电利用的是波浪能,波浪能属于机械能,由于波浪能能源源不断从自然界获得属于可再生能源;
(2)浮子所受浮力为:F=ρgV,
浮子对油液做功W=(F-G)h=(ρgV-G)h,
已知上浮所用时间为[t/2],
所以浮子上浮时对油液做功的实际功率P=
W
t/2=
2(ρgV−G)h
t.
(3)浮子上浮时的有用功W有用=UI×
t
2=
UIt
2,总功W=ρgVh,
则此波浪发电系统的效率η=
W有用
W总=

UIt
2
ρgVh=
UIt
2ρgVh.
故答案为:(1)机械;可再生;(2)
2(ρgV−G)h
t;(3)[UIt/2ρgVh].

点评:
本题考点: 能源的分类;能量利用效率;功率的计算.

考点点评: 此题考查了破浪能的利用以及相关功率、效率的计算,综合能力较强,是一道好题.

1年前

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