Question

如圖甲是我國某地區風力發電的外景,風力發電機組主要由風機葉片和發動機組成。

（1）風機葉片具有質量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度______（大/小）的復合材料制成；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生壓強差，而受到向______（上/下）的力使風葉旋轉。

（2）風葉產生的動力通過傳動系統傳遞給發電機，利用_____原理。實現機械能轉化為電能。
（3）某風力發電機的輸出功率與風速的關系如圖丙所示，由圖像得到的下列信息，正確的有哪些_____

A．只要有風，機組就能產生電能

B．風速過大，機組不會產生電能

C．風速越大，機組產生的電功率一定越大

D．風速在一定范圍內，機組產生的電功率可能不變

（4）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內獲得的能量（×104J）	1	8	27	64

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

Answer 1

（1）大；上；（2）電磁感應；（3）B、D；（4）①風機獲得的電能與風速的三次方成正比；②10%

解析試題分析：（1）風機葉片要求強度高、耐磨損，所以要用硬度大的材料；葉片下方空氣通過的路程短，速度小，壓強大，上方空氣通過的路程長，速度大，壓強小，所以葉片受到向上的合力；
（2）發電機的原理是電磁感應；
（3）從丙圖可知，風速小于v₁時，發電機的輸出功率為0，不能產生電能，A錯；風速大于v₃時，發電機的輸出功率為0，也不能產生電能，B對C錯；風速大于v₂小于v₃，輸出功率P保持不變，D對；
（4）①分析表中數據可知：，，所以風機獲得的電能與風速的三次方成正比；
②風速為5m/s時，1s內獲得的能量為，燈泡正常工作10s需要的電能為：
，發電機的效率為
考點：實驗推理方法