“奋进号航天飞机进行过一次太空飞行.其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽D=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P0=3.83×1026W,地日距离为R0=1.5×1011m,国际空间站离地面的高度为h=370km,它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内,所以在它能发电的时� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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“奋进号”航天飞机进行过一次太空飞行，其主要任务是给国际空间站安装太阳能电池板.该太阳能电池板长L=73m,宽D=12m,将太阳能转化为电能的转化率为η=20%,已知太阳的辐射总功率为P₀=3.83×10²6W,地日距离为R₀=1.5×10¹¹m,国际空间站离地面的高度为h=370km,它绕地球做匀速圆周运动约有一半时间在地球的阴影内,所以在它能发电的时间内将把所发电的一部分储存在蓄电池内.由以上数据,估算这个太阳能电池板对国际空间站提供的平均功率是多少?

解析：由于国际空间站离地面的高度仅为地球半径的约二十分之一,可认为是近地卫星,h远小于R₀,因此它离太阳的距离可认为基本不变,就是地日距离R₀.太阳的辐射功率应视为均匀分布在以太阳为圆心、地日距离为半径的地面上,由此可以算出每平方米接收到的太阳能功率I₀(该数据被称为太阳常数),再由电池板的面积和转化率,可求出其发电时的电功率为P,由于每天只有一半时间可以发电,所以平均功率只是发电时电功率的一半.

答案：国际空间站离太阳的距离R=R₀-h-R_地≈R₀.

国际空间站处每平方米接收到的太阳能功率I₀=P₀/(4πR₀²)=1.35 kW/m².

电池板发电时的电功率为P=I₀ LDη=2.4×10⁵ W.

太阳能电池板对国际空间站提供的平均功率P-=P/2=1.2×10⁵ W.

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