（2004•武汉）如图，是利用潮汐发电的原理图．左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电．一昼夜中两次涨、落潮，四次发电．涨

Question

（2004•武汉）如图，是利用潮汐发电的原理图．左方为陆地和海湾，中间为水坝，其下有通道，无论涨潮或落潮，水流经过通道均可带动发电机发电．一昼夜中两次涨、落潮，四次发电．涨潮时，堵住通道，潮水涨至最高水位时打开通道，进水发电，如图甲所示；当海湾水位涨至最高时，堵住通道，如图乙所示；落潮至最低水位时，打开通道放水发电，如图丙所示．（取g=10N/kg，海水的密度1.0×10³kg/m³）
以下是某小型潮汐发电站的一组数据，据此回答下列问题：

水坝高度	15m	海湾面积	4.5×106m2
涨潮海湾最高水位	10m	发电机日平均发电量	4.4×104kw•h
退潮海湾最低水位	6m	水轮发电机总效率	10%

（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是多少？
（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为多少？
（3）试计算每日水流对水轮发电机做了多少功？
（4）若某次落潮过程中经过通道的水的平均流量为3.6×10⁶m³/h，试求这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率．

Answer 1

①P=ρgh=1.0×10³㎏/m³×10N/㎏×10m=1.0×10⁵Pa；
②m=ρV=ρsh=1.0×10³㎏/m³×4.5×10⁶m²×（10m-6m）=1.8×10¹⁰㎏；
③W_水=(W电)/(η)=(4.4 ×104kw．h×3.6×106J)/(0.1)=1.584×10¹²J；
④这次落潮过程中水流对水轮发电机做功为：W=(1.584×1012J)/(4)=3.96×10¹¹J
这次落潮过程中水流时间为：t=(4.5×106m2×(10−6)m)/(3.6×106m3/h)=5h=1.8×10⁴s
这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率 P=(W)/(t)=(3.96×1011J)/(1.8×104s)=2.2×10⁷W=2.2×10⁴kW．
答：（1）当海湾水位涨至最高时，海湾底部所受水的压强是1.0×10⁵Pa；
（2）每次涨潮（或落潮）经过通道水的质量为1.8×10¹⁰㎏；
（3）每日水流对水轮发电机做了1.584×10¹²J的功；
（4）这次落潮过程中水流对水轮发电机做功的平均功率为2.2×10⁴kw．