“奮進(jìn)號”航天飛機(jī)進(jìn)行過一次太空飛行,其主要任務(wù)是給國際空間站安裝太陽能電池板.該太陽能電池板長L=73m,寬d=12m,將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化率為η=20%,已知太陽的輻射總功率為P0=3.83×1026W,地日距離為R0=1.5×1011m,國際空間站離地面的高度為h=370km,它繞地球做勻速圓周運動約有一半時間在地球的陰影內(nèi),所以在它能發(fā)電的時間內(nèi)將把所發(fā)電的一部分儲存在蓄電池內(nèi).由以上數(shù)據(jù),估算這個太陽能電池板能對國際空間站提供的平均功率是多少?
分析:由于國際空間站離地面的高度僅為地球半徑的約二十分之一,可認(rèn)為是近地衛(wèi)星,h遠(yuǎn)小于R0,因此它離太陽的距離可認(rèn)為基本不變,就是地日距離R0,太陽的輻射功率應(yīng)視為均勻分布在以太陽為圓心,地日距離為半徑的球面上,算出每平方米接收到的太陽能功率,從而求出電池板發(fā)電時的電功率,每天只有一半時間可以發(fā)電,所以平均功率只是發(fā)電時電功率的一半.
解答:解:由于國際空間站離地面的高度僅為地球半徑的約二十分之一,可認(rèn)為是近地衛(wèi)星,h遠(yuǎn)小于R0,
因此它離太陽的距離可認(rèn)為基本不變,就是地日距離R0 
太陽的輻射功率應(yīng)視為均勻分布在以太陽為圓心,地日距離為半徑的球面上,由此可以
算出每平方米接收到的太陽能功率為I0=
P0
R
2
0
=1.35kW/m2
電池板發(fā)電時的電功率為P=I0Ldη=2.6×105W            
由于每天只有一半時間可以發(fā)電,所以平均功率只是發(fā)電時電功率的一半即130kW.
答:這個太陽能電池板能對國際空間站提供的平均功率是130kW.
點評:解答本題要建立好物理模型,注意每天只有一半時間可以發(fā)電,所以平均功率只是發(fā)電時電功率的一半,難度適中.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

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