Question

9．如圖甲是大豐港區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)動(dòng)機(jī)組成．
（1）風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的、可再生（可再生/不可再生）能源．
（2）風(fēng)機(jī)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度小（大/�。┑膹�(fù)合材料制成；葉片形狀像飛機(jī)的機(jī)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產(chǎn)生壓強(qiáng)差，而受到向上（上/下）的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)．
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，利用電磁感應(yīng)原理．實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
（4）某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)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C（答案不唯一）
A．只要有風(fēng)，機(jī)組就能產(chǎn)生電能     B．風(fēng)速過(guò)大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能
C．風(fēng)速越大，機(jī)組產(chǎn)生的電功率一定越大     D．風(fēng)速在一定范圍內(nèi)，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變
（5）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機(jī)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對(duì)表格進(jìn)行分析，你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是風(fēng)機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比（用文字?jǐn)⑹觯��?br />②當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，這臺(tái)風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)發(fā)電的效率．

Answer 1

分析 （1）風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源，所以風(fēng)能是可再生資源；
（2）①風(fēng)機(jī)葉片材料質(zhì)量輕減小阻力易于轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)度高防止變形，耐磨損增加使用壽命，密度小可以減小質(zhì)量，硬度大增加使用壽命；
②葉片上面弧形，下面平面，風(fēng)經(jīng)過(guò)葉片時(shí)，分析葉片上下空氣流速，根據(jù)流速越大壓強(qiáng)越小，分析壓強(qiáng)大小，分析受力情況；
（3）利用發(fā)電機(jī)的制作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即發(fā)電過(guò)程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程；
（4）由圖象丙進(jìn)行分析，風(fēng)速比較小時(shí)和風(fēng)速比較大時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)能，在一定范圍內(nèi)電功率隨風(fēng)速增大而增大，在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速增大，電功率不變；
（5）①由表格數(shù)據(jù)分析，風(fēng)能隨風(fēng)速的增大而增大，并且有定量關(guān)系，把定量關(guān)系確定下來(lái)；
②知道燈泡的額定功率和工作時(shí)間，求出有用功，知道總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．

解答 解：（1）風(fēng)能可以在自然界中源源不斷的得到，風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源，所以風(fēng)能是可再生資源；
（2）①風(fēng)機(jī)葉片材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、耐磨損、密度小、硬度大，可以減小阻力，延長(zhǎng)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(guò)時(shí)，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強(qiáng)小于下面壓強(qiáng)，葉片受到向上的力；
（3）發(fā)電機(jī)是通過(guò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電能，即是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象的原理制成的，故是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；
（4）由丙圖知，
A、在風(fēng)很小和很大時(shí)，不能產(chǎn)生電能，此選項(xiàng)不正確，不符合題意；
B、風(fēng)速過(guò)大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能，此選項(xiàng)不正確，不符合題意；
C、風(fēng)速在一定范圍內(nèi)，機(jī)組產(chǎn)生的電功率可能不變，此選項(xiàng)正確，符合題意；
（5）①由表格數(shù)據(jù)知，風(fēng)速增大為原來(lái)的2倍，風(fēng)能增大為原來(lái)的2³倍，風(fēng)速增大為原來(lái)的3倍，風(fēng)能增大為原來(lái)的3³倍…，所以風(fēng)機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；
②根據(jù)題意得W_總=10000J，
由P=$\frac{W}{t}$得W_有=Pt=150W×10s=1500J，
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1500J}{10000J}$×100%=15%．
故答案為：（1）可再生；（2）��；上；（3）電磁感應(yīng)；（4）C；（5）①風(fēng)機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；②15%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了可再生能源、材料的特點(diǎn)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用，考查學(xué)生對(duì)新事物的分析、判斷能力．