Question

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，而受到向上的力使風葉旋轉(zhuǎn)．其蘊含的物理原理是：流速越大的位置壓強越    （大/小）。
（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（   ）
A．風機獲得的能量與風速的一次方成正比
B．風機獲得的能量與風速的二次方成正比
C．風機獲得的能量與風速的三次方成正比
D．風機獲得的能量與風速的四次方成正比
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，則風力發(fā)電機的效率是      ．

Answer 1

（1）可再生；（2）大；上；（3）電磁感應(yīng)；（4）B、D；（5）①C；②10%．

試題分析：
（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）由圖象丙進行分析，風速比較小（小于v₁）時和風速比較大（大于v₃）時，不會產(chǎn)生風能，在一定范圍內(nèi)（大于V₁小于V₂）電功率隨風速增大而增大，在一定范圍內(nèi)（大于V₂小于V₃）風速增大，電功率不變．故選BD
（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3倍，風能增大為原來的3³倍…，所以風機獲得的能量與風速的三次方成正比．
②由表格可知，當風速為5m/s時，這臺風機工作1s所產(chǎn)生的電能是W_總=10000J
1只“220V 100W”電燈正常工作10s消耗的電能W_胡=Pt=100W×10s=1000J，
風力發(fā)電機的效率：