Question

【题目】如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、（可再生/不可再生）能源．
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向（上/下）的力使风叶旋转．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理．实现机械能转化为电能．
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有哪些
A.只要有风，机组就能产生电能
B.风速过大，机组不会产生电能
C.风速越大，机组产生的电功率一定越大
D.风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×104J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率 ．

Answer 1

【答案】
（1）可再生
（2）大；上
（3）电磁感应
（4）BD
（5）风机获得的能量与风速的三次方成正比；10%
【解析】解：（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．（2）①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等．②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力．（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．（4）由丙图知， A．在风很小和很大时，不能产生电能．选项错误，不符合题意．
B．风速过大，机组不会产生电能．选项正确，符合题意．
C．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率不变；选项错误，不符合题意．
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的n倍，风能增大为原来的n3倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比．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）电磁感应；4）B、D；（5）①风机获得的能量与风速的三次方成正比；②10%．
【考点精析】掌握流体压强与流速的关系和电磁感应的概念是解答本题的根本，需要知道流体流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流．