Question

在如圖甲所示儲能電站中，蓄水池A中的水通過管道B推動水輪機帶動發電機發電。用電低峰時潛水泵把水從D池抽到A池。圖乙是儲能發電控制原理圖，水流接口與圖甲中的管道B的最低點接通。白天光控開關閉合，當水的壓強大于ρh₂g時彈簧推動開關K使1和2兩點接通，在電磁繼電器作用下觸點3與5接通，電動水閘M打開，水流通過管道B推動發電機工作，夜晚光控開關斷開或白天水壓不足以推動開關K時，電動水閘M關閉，發電機停止工作。
（1）發電機發電過程中的能量轉化是_______________。
（2）請完成乙圖的電路連接。
（3）若圓柱形儲水池A的半徑為R，如圖甲所示，0點為整池水的重心，A池的頂部距最低點B的距離為H，OB兩點距離為h₁，池底與B點的距離為h₂，若發電機的效率為80%，A池裝滿一池水時，該發電設備一次能發多少電能?若一次發電時間為t，則發電機的發電功率為多少?（忽略水管直徑和發電機的大小，要求寫出推導過程，不要求代入具體數據計算）。

Answer 1

（1）機械能轉化為電能

（2）

（3）
裝滿一池水的重力做功W=Gh₁=mgh₁=ρ_水Vgh1 =ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
設備一次發電量W_電=W×80％=0.8ρ_水πR²（H-h₂） gh₁
發電機的電功率
W_電=2.51×10⁴R²（H-h2）h₁；
。