工人在某小河上修建了100m高的拦河大坝．现在每分钟有100m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机到上游水面的落差为90m，水轮机与大坝水库内侧底部约在同一水平面上．则：（g=10N/kg）（1）

Question

工人在某小河上修建了100m高的拦河大坝．现在每分钟有100m³的水从高处落下冲击水轮机，水轮机到上游水面的落差为90m，水轮机与大坝水库内侧底部约在同一水平面上．则：（g=10N/kg）
（1）大坝的水库内侧底部受到水的压强是多少？工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状，有多方面的原因，请你说出一个原因．
（2）水从高处落下时，重力每分钟做多少功？
（3）若水的机械能有80%转化为电能，水电站的发电功率是多少？
（4）若输电电压为100KV，求输电电流是多少？

Answer 1

（1）p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×90m=9×10⁵Pa；
由于液体的压强随深度的增加而增大，河水的深度越深、压强越大，为了使拦河坝能承受更大的水压，把拦河坝设计成下宽上窄的形状．
（2）每分钟下落水的重力：
G=mg=ρVg=1×10³kg/m³×100m³×10N/kg=10⁶N，
每分钟重力做的功：
W=Gh=10⁶N×90m=9×10⁷J；
（3）每分钟得到的电能：
W_有=Wη=9×10⁷J×80%=7.2×10⁷J
水电站的发电功率：
P=(W有)/(t)=(7.2×107J)/(60s)=1.2×10⁶W；
（4）输电电流：
I=(P)/(U)=(1.2×106J)/(100000V)=12A．
答：（1）大坝的水库内侧底部受到水的压强是9×10⁵Pa；工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状，是为了使拦河坝能承受更大的水压；
（2）水从高处落下时，重力每分钟做7.2×10⁷J功；
（3）若水的机械能有80%转化为电能，水电站的发电功率是1.2×10⁶W；
（4）若输电电压为100KV，求输电电流是10A．