题目内容
（2011?佛山）在如图甲所示储能电站中，蓄水池A中的水通过管道B推动水轮机带动发电机发电．用电低峰时潜水泵把水从D池抽到A池．图乙是储能发电控制原理图，水流接口与图甲中的管道B的最低点接通．白天光控开关闭合，当水的压强大于ρh2g时弹簧推动开关K使1和2两点接通，在电磁继电器作用下触点3与5接通，电动水闸M打开，水流通过管道B推动发电机工作，夜晚光控开关断开或白天水压不足以推动开关K时，电动水闸M关闭，发电机停止工作．
（1）发电机发电过程中的能量转化是
（2）请完成乙图的电路连接．
（3）若圆柱形储水池A的半径为R，如图甲所示，0点为整池水的重心，A池的顶部距最低点B的距离为H，OB两点距离为h1，池底与B点的距离为h2，若发电机的效率为80%，A池装满一池水时，该发电设备一次能发多少电能？若一次发电时间为t，则发电机的发电功率为多少？（忽略水管直径和发电机的大小，要求写出推导过程，不要求代入具体数据计算）．
（1）发电机发电过程中的能量转化是
机械能转化为电能
机械能转化为电能
．（2）请完成乙图的电路连接．
（3）若圆柱形储水池A的半径为R，如图甲所示，0点为整池水的重心，A池的顶部距最低点B的距离为H，OB两点距离为h1，池底与B点的距离为h2，若发电机的效率为80%，A池装满一池水时，该发电设备一次能发多少电能？若一次发电时间为t，则发电机的发电功率为多少？（忽略水管直径和发电机的大小，要求写出推导过程，不要求代入具体数据计算）．
分析：①水力发电机将机械能转化为电能．
②连接电路时要仔细分析题意．电源1给电动水闸供电，电源2给螺线管供电，光控开关控制螺线管中电流的通断．
③发电机发电时将水的机械能转化为电能．水流落下来带动发电机发电，其中水的重力势能的80%转化为电能．
根据功率的定义式计算发电机的发电功率．
②连接电路时要仔细分析题意．电源1给电动水闸供电，电源2给螺线管供电，光控开关控制螺线管中电流的通断．
③发电机发电时将水的机械能转化为电能．水流落下来带动发电机发电，其中水的重力势能的80%转化为电能．
根据功率的定义式计算发电机的发电功率．
解答：解：（1）水流带动发电机转动发电，将机械能转化为电能．
故答案为：机械能转化为电能．
（2）①由题意知，触点3与5接通，电动水闸M打开，电源1是电动水闸的供电系统，所以，电源1要与电动水闸串联，保证触电3与5接通时给电动水闸供电，如图所示．
②电源2则是螺线管的供电系统，电源2与螺线管串联．另外，电磁继电器在白天光控开关闭合时才能工作，所以光控开关控制电磁继电器，与电源2串联，如图所示．
故答案为：
（3）装满一池水的重力做功W=Gh1=mgh1=ρ水Vgh1=ρ水πR2（H-h2） gh1
设备一次发电量W电=W×80%=O.8ρ水πR2（H-h2） gh1
发电机的电功率
P=
=
答：该发电设备一次发电量为若一次发电时间为O.8ρ水πR2（H-h2） gh1．发电机的发电功率为
．
故答案为：机械能转化为电能．
（2）①由题意知，触点3与5接通，电动水闸M打开，电源1是电动水闸的供电系统，所以，电源1要与电动水闸串联，保证触电3与5接通时给电动水闸供电，如图所示．
②电源2则是螺线管的供电系统，电源2与螺线管串联．另外，电磁继电器在白天光控开关闭合时才能工作，所以光控开关控制电磁继电器，与电源2串联，如图所示．
故答案为：
（3）装满一池水的重力做功W=Gh1=mgh1=ρ水Vgh1=ρ水πR2（H-h2） gh1
设备一次发电量W电=W×80%=O.8ρ水πR2（H-h2） gh1
发电机的电功率
P=
| W电 |
| t |
| 0.8ρ水πR2(H-h2) gh1 |
| t |
答：该发电设备一次发电量为若一次发电时间为O.8ρ水πR2（H-h2） gh1．发电机的发电功率为
| 0.8ρ水πR2(H-h2) gh1 |
| t |
点评：本题考查学生在生活实践中物理知识的应用，应注意合理地构建物理模型，灵活地选择物理规律和公式解答问题．
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