Question

【題目】如圖甲是我省潮汕地區(qū)東奧島風(fēng)力發(fā)電的外景，風(fēng)力發(fā)電機組主要由風(fēng)機葉片和發(fā)動機組成。

（1）風(fēng)機的葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用硬度大，密度______（選填“大”或“小”）的復(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同，上方的流速較，產(chǎn)生壓強差，從而受到向______（選填“上”或“下”）的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)。

（2）風(fēng)葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機，利用___________原理，使機械能轉(zhuǎn)化為電能。

（3）某風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示，由圖像可知，能使該風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)生電能的風(fēng)速范圍是___________（用圖像中的字母表示）。

（4）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機獲得的能量：

平均風(fēng)速（m/s）	5	10	15	20
1s內(nèi)獲得的能量（×104J）	1	8	27	64

①請你對表格的數(shù)據(jù)進行分析，你會發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的關(guān)系是_______；

②風(fēng)速為5m/s時，這臺風(fēng)機工作1min所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10min，風(fēng)機發(fā)電的效率是為______。

Answer 1

【答案】小 上 電磁感應(yīng) V1～V3 風(fēng)速越大，獲得能量越多 或 風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比 10%

【解析】

第一空．風(fēng)機葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度大的復(fù)合材料制成；

第二空．由乙圖知，葉片的上面是突出的弧形，下面是平面，空氣流過時，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強小于下面壓強，葉片受到向上的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)．

第三空．風(fēng)葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機發(fā)電，把風(fēng)的機械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．

第四空．由圖象可知，風(fēng)速為V1～V3時有輸出功率，所以使該風(fēng)力發(fā)電機組產(chǎn)生電能的風(fēng)速范圍是V1～V3；

第五空．①由表格數(shù)據(jù)知，風(fēng)速增大為原來的2倍，風(fēng)能增大為原來的23倍；風(fēng)速增大為原來的3倍，風(fēng)能增大為原來的33倍…，所以風(fēng)機獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；

第六空．根據(jù)P=可得，有用功：W有用=Pt=100W×10×60s=6×104J；

風(fēng)速為5m/s時，由表格數(shù)據(jù)可得總功：W總=P′t′=1×104W×60s=6×105J；

風(fēng)機發(fā)電的效率：η=×100%=×100%=10%．