Question

【題目】如圖甲是我國某地區(qū)風力發(fā)電的外景，風力發(fā)電機組主要由風機葉片和發(fā)動機組成．
（1）風力發(fā)電利用的是風能，風能是清潔的、（可再生/不可再生）能源．
（2）風機葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度（大/小）的復(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強差，而受到向（上/下）的力使風葉旋轉(zhuǎn)．
（3）風葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機，利用原理．實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能．
（4）某風力發(fā)電機的輸出功率與風速的關(guān)系如圖丙所示，由圖象得到的下列信息，正確的有哪些
A.只要有風，機組就能產(chǎn)生電能
B.風速過大，機組不會產(chǎn)生電能
C.風速越大，機組產(chǎn)生的電功率一定越大
D.風速在一定范圍內(nèi)，機組產(chǎn)生的電功率可能不變
（5）下表給出了在不同風速下某風機獲得的能量：

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

①對表格進行分析，你發(fā)現(xiàn)該風機1s內(nèi)獲得的能量與風速的定量關(guān)系是（用文字敘述）；
②當風速為5m/s時，這臺風機工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s，求風機發(fā)電的效率 ．

Answer 1

【答案】
（1）可再生
（2）大；上
（3）電磁感應(yīng)
（4）BD
（5）風機獲得的能量與風速的三次方成正比；10%
【解析】解：（1）風能可以在自然界中源源不斷的得到，風能是取之不盡用之不竭的能源，所以風能是可再生資源．（2）①風機葉片材料質(zhì)量輕、強度大、耐磨損、密度小、硬度大，可以減小阻力，延長使用壽命，便于安裝等．②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．（3）風葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機發(fā)電，把風的機械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．（4）由丙圖知， A．在風很小和很大時，不能產(chǎn)生電能．選項錯誤，不符合題意．
B．風速過大，機組不會產(chǎn)生電能．選項正確，符合題意．
C．在一定范圍內(nèi)，風速越大，機組產(chǎn)生的電功率越大；在一定范圍內(nèi)，風速越大，機組產(chǎn)生的電功率不變；選項錯誤，不符合題意．
D．風速在一定范圍內(nèi)，機組產(chǎn)生的電功率可能不變．選項正確，符合題意．（5）①由表格數(shù)據(jù)知，風速增大為原來的2倍，風能增大為原來的23倍，風速增大為原來的n倍，風能增大為原來的n3倍…，所以風機獲得的能量與風速的三次方成正比．②P= ，
所以W有=Pt=100W×10s=1000J，
η= ×100%= ×100%=10%．
所以答案是：（1）可再生；（2）大；上；（3）電磁感應(yīng)；4）B、D；（5）①風機獲得的能量與風速的三次方成正比；②10%．
【考點精析】掌握流體壓強與流速的關(guān)系和電磁感應(yīng)的概念是解答本題的根本，需要知道流體流動時，流速大的地方壓強小，流速小的地方壓強大；電磁感應(yīng)：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫感應(yīng)電流．