Question

工人在某小河上修建了100m高的攔河大壩。現在每分鐘有100m³的水從高處落下沖擊水輪機，水輪機到上游水面的落差為90m，水輪機與大壩水庫內側底部約在同一水平面上。則：（g=10N/kg）
（1）大壩的水庫內側底部受到水的壓強是多少？工程師把攔河壩設計成下寬上窄的形狀，有多方面的原因，請你說出一個原因。
（2）水從高處落下時，重力每分鐘做多少功？
（3）若水的機械能有80%轉化為電能，水電站的發電功率是多少？
（4）若輸電電壓為100KV，求輸電電流是多少？

Answer 1

（1） p=ρgh=1.010³kg/m³10N/kg90m=910⁵Pa                 （1分）
原因：液體內部壓強隨深度增加而增大（1分），在水壩下部相同面積受到的壓力比上部大。 (其它原因：在不影響大壩安全的前提下節省材料；增大重力力矩，使大壩更穩固等)
（2）每分鐘下落水的重力：G＝mg=ρVg=1×10³kg/m³×100m³×10N/kg=10⁶N  （1分）
每分鐘重力做的功：W=Gh=10⁶N×90m=9×10⁷J                      （1分）
（3）每分鐘得到的電能：W_有＝Wη=9×10⁷J×80%=7.2×10⁷J                （1分）
水電站的發電功率：            （1分）
（4）輸電電流：                           （1分）
計算題評分說明：解答所有的計算題必須先寫公式，再代數據，公式正確，計算結果不正確的扣1分，不連續扣分；沒有寫公式只有計算的不給分解析:
略