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115-學測-自然-50-53
潮汐對生活有許多影響,例如船舶進出港、水下工程施工、海釣遊憩活動等。為瞭解海岸潮汐型態及預報潮位高低,某港口碼頭邊設置了一個潮汐觀測站。根據潮位儀記錄的水位,減掉水位記錄平均值之後,可得到某星期一中午12時至次日1時的逐時相對潮汐水位記錄如表9。 表9
時12131415161718192021222301
潮位(公尺)0.0−0.75−1.25−1.5−1.25−1.0−0.50.251.251.751.51.00.25−0.25
潮汐為永續能源。例如圖20所示,可在海灣口築堤壩以蓄水儲能於海灣內。漲潮時海水流入海灣,退潮時海水流出海灣,都經過壩底通道,可驅動水車發電機進行發電,假設漲、退潮發電量相同。圖21為另一種發電設施,潮汐造成海面升降,經由浮筒與連桿,推拉磁鐵相對於線圈運動,因而產生感應電流。 圖
請在以下坐標格線中,標示表9中13、15、17、19、21、23時及次日1時的相對潮位高度,並將各點連線(2分),由此觀測資料可推知此處的潮差是多少公尺(須列出計算過程)?(2分) 潮差(須列式計算):
在與表9同一個禮拜的星期四,廠商想在乾潮前後花1小時進行水車發電機內的維護作業,則應該在星期四的哪一個時段進行作業最合適?
若設置圖20的水車發電機系統之海域每日有二次漲潮,平均每一次漲潮時經過水車發電機系統通道的海水體積VVV約為2.5×106 m32.5\times10^6\,\mathrm{m^3}2.5×106m3,這些海水因為漲潮而被抬升的平均高度hhh約為4 m。取重力加速度g=10 m/s2g=10\,\mathrm{m/s^2}g=10m/s2,1度電能=1 kWh=3.6×106 J=1\,\mathrm{kWh}=3.6\times10^6\,\mathrm J=1kWh=3.6×106J,海水密度ρ\rhoρ約為103 kg/m310^3\,\mathrm{kg/m^3}103kg/m3。假設該設施將海水的重力位能轉為電能的效率約為25%,則下列敘述哪些正確?(應選2項)
某同學用手帶動磁鐵相對於線圈運動,以模擬潮汐驅動圖21發電設施中磁鐵相對於線圈的運動,如圖22所示,並將線圈串接檢流計G。圖22中線圈與導線所標示的箭號,亦即電流由下往上流經檢流計的方向,取為正;並取線圈中點為位置zzz的原點,且zzz向上為正。 該同學令將磁鐵從線圈下方,自靜止加速上提使磁鐵速度越來越快地穿過線圈。然後從錄影分析磁鐵位置zzz與感應電流III,表10僅列出磁鐵在線圈外部的測量結果。 圖 表10
位置量值∣z∣\lvert z\rvert∣z∣(cm)∣z∣<5\lvert z\rvert<5∣z∣<55101520
感應電流量值∣I∣\lvert I\rvert∣I∣(mA)磁鐵一部分於線圈之內3.402.100.950.43
感應電流量值∣I∣\lvert I\rvert∣I∣(mA)磁鐵一部分於線圈之內4.302.701.200.54
(a)當z<0z<0z<0時,說明研判感應電流III方向為正或負的理由。(1分) (b)考量感應電流量值較大的一列數據,說明研判其屬於z<0z<0z<0或z>0z>0z>0的理由。(1分) (c)在對應之方格紙的坐標系中,描繪表10中所有數據點(共有8個點)。(2分)
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