题目内容
【题目】某山区有一小型水电站,每分钟有60 m3的水从高处落下冲击水轮机。水轮机与上游水位的落差是50 m。请问:
(1)水从高处落下时,重力每分钟做了多少功(g取10 N/kg)?
(2)若水的机械能有70%转化为电能,水电站的发电功率是多少?
(3)在(2)的条件下,若输电电压为10000 V,则输电电流是多少?若输电线的总电阻为0.5 Ω,则输电线上每分钟产生的热量是多少?
【答案】(1) 3×107 J (2) 3.5×105 W (3) 36750 J
【解析】(1)根据题意知道,每分钟下落水的重力是:G=mg=ρVg=1×103 kg/m3 ×60m3×10N/kg=6×105 N,故每分钟重力做的功是:W=Gh=6×105 N×50m=3×107 J;
(2)每分钟得到的电能是:W有 =Wη=3×107 J×70%=2.1×107 J,
水电站的发电功率是:P=W有/t=2.1×107J/60s=3.5×105W;
(3)输电电流是:I=P/U=3.5×105W/10000V=35A,
输电线每分钟产生的热量是:Q=I2 Rt=(35A)2 ×0.5×60s=36750J。
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