某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机.气球体积3.0×105m3.悬于风力充足的300m高空.整个装置质量为5.2t.中心处大的风扇随风转动.带动发电机．产生的电流通过系着的电线到地面.但该风力发电机5m/s以上的风速才可以发电．曲阜北部地区春秋季风力大.持续时间长.可以考虑利用该装置在曲阜北部地区开发风力发电．下� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 初中物理 > 题目详情

某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（如图），气球体积3.0×10⁵m³，悬于风力充足的300m高空，整个装置质量为5.2t，中心处大的风扇随风转动，带动发电机．产生的电流通过系着的电线到地面，但该风力发电机5m/s以上的风速才可以发电．曲阜北部地区春秋季风力大，持续时间长，可以考虑利用该装置在曲阜北部地区开发风力发电．下表是该风力发电机在不同风速下的发电功率．

风速m/s	5	6	7	8	9	10
功率kW	9	22	34	44	53	60

请完成以下问题：
（1）假设300m高空的空气密度为1.2kg/m³，气球在高空受到的浮力是多少N？
（2）整个装置重为多少N？（g=10N/kg）
（3）假如地面大气压为一标准大气压，每升高12m，大气压降低1mm汞柱，发电机处的大气压为多少mm汞柱？
（4）某天平均风速5m/s，1天获得的电能假设全部用于带动电动抽水机工作，能把多少kg水抽到9m高的水池里？
（5）若曲阜北部地区每年平均风速7m/s，该风力发电机每年工作4600h，则它的年发电量相当于多少kg汽油完全燃烧放出的热量？（汽油的热值4.6×10⁷J/kg）
（6）风能是属于______再生能（选填“可”或“不可”），根据发电机工作的原理推测其内部必备的组成是______和线圈．
（7）该风力发电机的优点是______，缺点是______（各写一条）

【答案】分析：（1）知道气球的体积和高空的空气密度，根据阿基米德原理求出气球受到的浮力（阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体）．
（2）知道装置的质量，根据G=mg求出装置的重力．
（3）根据大气压每升高12m下降1mm汞柱，求出上升300m，大气压的值．
（4）在表中查出风速是5m/s时的功率，求出一天风所做的功，求出这些功转化为电能使水升高，能把多少N的水升高9m，再求出水的质量．
（5）在表格中找出风速是7m/s时的功率，工作4600h，风做功多少，这些功转化为内能，等于汽油完成燃烧放出的热量，根据W=mq，求出完全燃烧汽油的质量．
（6）风能取之不尽用之不竭，是可再生能源．
发电机是利用电磁感应工作的，装置内部一定要线圈和磁体．
（7）风能清洁环保，但是不稳定．
解答：解：（1）气球在高空受到的浮力：
F_浮=ρ_空气gV_排=ρ_空气gV_球=1.2kg/m³×10N/kg×3.0×10⁵m³=3.6×10⁶N．
（2）装置质量：m=5.2t=5.2×10³kg，
装置的重力：G=mg=5.2×10³kg×10N/kg=5.2×10⁴N．
（3）大气压每升高12m下降1mmHg，升高300m，大气压下降mmHg为：

=25（mmHg），
所以300m高空的大气压为：760mmHg-25mmHg=735mmHg．
（4）在表中查出风速为5m/s时的功率P=9kW=9000W，
∵P=

，
∴工作一天，风做功为：W=Pt=9000W×24×3600s=7.776×10⁸J，
∵W=Gh，
∴这些功转化为电能使水升高9m，被升高水的重力为：G=

=8.64×10⁷N．
水的质量为：m=

=8.64×10⁶kg．
（5）在表中查出风速为7m/s时的功率P'=34kW=34000W，
工作4600h，风做功为：W'=P't'=34000W×4600×3600s=5.6304×10¹¹J，
∴这些功完全转化为内能，完全用汽油完全燃烧活动，需要的汽油质量为：
m=

=12240kg．
答：（1）气球在高空受到的浮力是3.6×10⁶N．
（2）整个装置重为5.2×10⁴N．
（3）发电机处的大气压为735mm汞柱．
（4）某天平均风速5m/s，1天获得的电能假设全部用于带动电动抽水机工作，能把8.64×10⁶kg水抽到9m高的水池里．
（5）若曲阜北部地区每年平均风速7m/s，该风力发电机每年工作4600h，则它的年发电量相当于12240kg汽油完全燃烧放出的热量．
（6）风能取之不尽用之不竭，是可再生能源．
发电机是利用电磁感应工作的，装置内部一定要线圈和磁体．
（7）风能清洁环保，但是不稳定．
故答案为；（6）可；磁体；（7）清洁环保；不稳定．
点评：（1）阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体．
（2）本题把功和燃料完全燃烧放出的热量联系起来，把功和克服重力做功联系起来，综合性很强，有一定的难度．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：初中物理 来源： 题型：

（2010?杭州）某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（如图为示意图），悬于风力足够大且较稳定的300米高空，中心处大的风扇随风转动，带动发电机，产生的电流通过系着的电线到地面．假如气球体积3.0×10 ⁵米³，最大发电功率为3000千瓦；（设300米高空的空气密为1.2千克/米³）问：

（l）气球在高空受到的浮力为多少？
（2）若该风力发电机每年工作6000小时，则它的最大年发电量是多少千瓦时？
（3）根据发电机的工作原理推测其内部必备的组成部件是什么？
（4）A、B、C、D表示四个不同地区300米高空一年内的平均风速，哪个地区最适合风力发电？

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：

某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（右图为示意图），悬于风力足够大且较稳定的300m高空，中心处大的风扇随风转动，带动发电机，产生的电流通过系着的电线到地面．假如气球体积3.0×10 ⁵m³，最大发电功率为3000kW；（设300m高空的空气密为1.2kg/m³）问：
（1）气球在高空受到的浮力为多少？（g=10N/kg）
（2）若该风力发电机每年工作6000h，则它的最大年发电量是多少kW?h？

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：

（2012?邗江区一模）某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（如图），悬于风力足够大且较稳定的300m高空，中心处大的风扇随风转动，带动发电机，产生的电流通过系着的电线到地面．假如气球体积3.0×10⁵m³，最大发电功率为3000kW．（设300m高空的空气密度为1.2㎏/m³）问：
（1）气球在高空受到的浮力是

3.528×10⁶

N；
（2）若该风力发电机每年工作6000h，则它的最大年发电量是

1.8×10⁷

kW?h；
（3）风能是属于

可

再生能（选填“可”或“不可”），根据发电机工作的原理推测其内部必备的组成是

电磁体

、

线圈

．

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：

（2012?曲阜市模拟）某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（如图），气球体积3.0×10⁵m³，悬于风力充足的300m高空，整个装置质量为5.2t，中心处大的风扇随风转动，带动发电机．产生的电流通过系着的电线到地面，但该风力发电机5m/s以上的风速才可以发电．曲阜北部地区春秋季风力大，持续时间长，可以考虑利用该装置在曲阜北部地区开发风力发电．下表是该风力发电机在不同风速下的发电功率．

风速m/s	5	6	7	8	9	10
功率kW	9	22	34	44	53	60

可

再生能（选填“可”或“不可”），根据发电机工作的原理推测其内部必备的组成是

磁体

和线圈．
（7）该风力发电机的优点是

清洁环保

，缺点是

不稳定

（各写一条）

查看答案和解析>>

科目：初中物理 来源： 题型：

某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机（图为示意图），悬于风力足够大且较稳定的300米高空，中心处大的风扇随风转动，带动发电机，产生的电流通过系着的电线传到地面．假如气球体积4.0×10⁵米³，最大发电功率为2500千瓦；（设300米高空的空气密度为1.2千克/米³）问：
（l）气球在高空受到的浮力为多少？
（2）若该风力发电机每年工作6000小时，则它的最大年发电量是多少千瓦时？
（3）根据发电机的工作原理推测其内部必备的组成部件是什么？
（4）A、B、C、D表示四个不同地区300米高空一年内的平均风速，哪个地区最适合风力发电？

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学