20世纪80年代初.科学家发现了硅太阳能电池.1991年8月.世界各国的太阳能专家在巴黎集会.专门讲座了太空太阳能电站问题.这种太空太阳能电站建在地球同步轨道的一个固定位置上.向地球上固定区域供电.其发电及传输示意图如图甲所示.在太阳能收集板上铺设太阳能硅电池.通过光电能转换把太阳能变成电能.再经微波转换器将直流电转换成微波.并通过天线� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20世纪80年代初，科学家发现了硅太阳能电池。1991年8月，世界各国的太阳能专家在巴黎集会，专门讲座了太空太阳能电站问题。这种太空太阳能电站建在地球同步轨道的一个固定位置上，向地球上固定区域供电，其发电及传输示意图如图甲所示。在太阳能收集板上铺设太阳能硅电池，通过光电能转换把太阳能变成电能，再经微波转换器将直流电转换成微波，并通过天线将电能以微波形式向地面发送。地面接收站通过整流天线把微波能还原成电能。微波的定向性很好，但对飞鸟是致命的，可在地面站附近装上保护网或驱逐音响，不让鸟通过，预计在21世纪初地球上空将升起卫星电站。(已知地球半径为6 400 km，重力加速度g=9.8 m/s²)

(1)每片太阳能电池的硅片面积为4 cm²，可提供电能50 mW。巨大的太阳能收集板电池列阵面积为5 000 km²，其发电功率为多少?

(2)利用微波传输电能，实现了“无缆输电”，输电效率可达80%，微波输电采用的频率为2 450 MHz，试计算它的波长，及到达地面接收站时的功率。

(3)试计算本题中所述的太空太阳能电站离地面的高度H。

(1)6.25×10⁸ kW (2)λ=0.122 m P=5×10⁸ kW (3)3.58×10⁷ m

解析：(1)单位面积的发电功率P₀=m²=125 W/m²

发电功率P_总=P₀S=125×5 000×10⁶ W=6.25×10¹¹ W=6.25×10⁸ kW

(2)λ==m=0.122 m P=ηP_总=80%×6.25×10⁸ kW=5×10⁸ kW

(3)太阳能电站绕地球运动，万有引力提供向心力G=在地球表面，重力近似等于万有引力 m′g=G

故H=-R 代入数值解之得 H=3.58×10⁷ m

练习册系列答案

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（1）太阳能电池将实现哪种转换（ )

A.光能——微波 B.光能——热能

C.光能——电能 D.电能——微波

（2）在1 100 km高空的电站卫星的速度为（ )

A.3.1 km·s^-1 B.7.2 km·s^-1

C.7.9 km·s^-1D.2 km·s^-1

（3）微波指（ )

A.超声波 B.次声波

C.电磁波 D.机械波

（4）收音机外壳对微波的哪种作用，使收音机安全无恙（ )

A.反射 B.吸收 C.干涉 D.衍射

（5）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的（ )

A.电离作用 B.穿透作用

C.生物电作用 D.产生强涡流

20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空中设立太阳能电站卫星，可24小时发电，且不受昼夜气候的影响，利用微波—电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，电站卫星最佳位置在距离地面1 100 km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，预计在21世纪初地球上空将升起电站卫星（地球半径R=6 400 km）.

（1）太阳能电池将实现哪种转换（）

A.光能—微波 B.光能—内能 C.光能—电能 D.电能—微波

（2）在1 100 km的高空电站卫星速度约为…( )

A.3.1 m/s B.7.2 m/s C.7.9 m/s D.11.2 m/s

（3）微波是指( )

A.超声波 B.次声波 C.电磁波 D.机械波

（4）飞机外壳对微波的哪种作用使飞机安全无恙( )

A.反射 B.吸收 C.干涉 D.衍射

（5）微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的…( )

A.电离作用 B.穿透作用 C.生物电作用 D.产生强涡流

(15分)20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空设立太阳能卫星电站，可24h发电，且不受昼夜气候的影响。利用微波—电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送，卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，得微波对飞鸟是致命的。可在地面附近装上保护网或驱逐音响，不让飞鸟通过。预计在21世纪初地球上空将升起卫星电站。(地球半径R=6400km)

⑴硅太阳能电池将实现哪种转换

A．光能―微波　　　B．光能―热能　　　C．光能―电能　　　D．电能―微波

⑵在1100km高空的电站的速度约为

A．3.1km/s　　　B．7.2km/s　　　C．7.9km/s　　　D．11.2km/s

⑶微波是指

A．超声波　　　B．次声波　　　C．电磁波　　　D．机械波

⑷飞机外壳对微波的哪种作用，使飞机安全无恙

A．反射　　　B．吸收　　　C．干涉　　　D．衍射

⑸微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的

A．电离作用　　　B．穿透作用　　　C．生物作用　　　D．产生强涡流

20世纪80年代初，科学家发明了硅太阳能电池，如果在太空中设立太阳能电站卫星，可24 h发电，且不受昼夜气候影响．利用微波——电能转换装置将电能转换成微波向地面发送，电站卫星最佳位置在离地1 100 km的赤道上空，微波定向性很好，飞机通过微波区不会发生意外，但微波对飞鸟是致命的，可在地面接收站附近装上保护网或驱逐音

响，不让飞鸟通过．预计在21世纪初地球上空将升起电站卫星．(地球半径R＝6 400 km)

(1)太阳能电池将实现哪种转换(　　)

A．光能——微波 B．光能——内能

C．光能——电能 D．电能——微波

(2)在1 100 km高空电站卫星速度约为(　　)

A．3.1 km/s B．7.2 km/s

C．7.9 km/s D．11.2 km/s

(3)微波指(　　)

A．超声波 B．次声波

C．电磁波 D．机械波

(4)飞机外壳对微波的哪种作用使飞机完全无恙(　　)

A．反射 B．吸收

C．干涉 D．衍射

(5)微波对飞鸟是致命的，这是因为微波的(　　)

A．电离作用 B．穿透作用

C．生物电作用 D．产生强涡流

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