(2012?寶山區(qū)二模)節(jié)水噴灌系統(tǒng)已經(jīng)在我國很多地區(qū)使用.某節(jié)水噴灌系統(tǒng)如圖所示,噴口距離地面的高度h=1.8m,能沿水平方向旋轉(zhuǎn),水可沿水平方向噴出,噴水的最大速率v
0=15m/s,每秒噴出水的質(zhì)量m
0=4.0kg.所用的水是從井下抽取的,井中水面離地面的高度H=1.95m,并一直保持不變.水泵由電動機(jī)帶動,電動機(jī)電樞線圈電阻r=5.0Ω.電動機(jī)正常工作時,電動機(jī)的輸入電壓U=220V,輸入電流I=4.0A.不計電動機(jī)的摩擦損耗,電動機(jī)的輸出功率等于水泵所需要的最大輸入功率.水泵的輸出功率與輸入功率之比稱為水泵的抽水效率.(計算時π可取3,球體表面積公式s=4πr
2)
(1)求這個噴灌系統(tǒng)所能噴灌的最大面積s;
(2)假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作,求水泵的抽水效率η;
(3)假設(shè)系統(tǒng)總是以最大噴水速度工作,在某地區(qū)需要用蓄電池將太陽能電池產(chǎn)生的電能存儲起來供該系統(tǒng)使用,根據(jù)以下數(shù)據(jù)求所需太陽能電池板的最小面積s
min.
已知:太陽光傳播到達(dá)地面的過程中大約有30%的能量損耗,太陽輻射的總功率
P0=4×1026W,太陽到地球的距離R=1.5×10
11m,太陽能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%,蓄電池釋放電能的效率約為90%.