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    风力发电机其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。
    （1）利用总电阻R＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0＝300kW，输出电压U＝10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
    （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；
    （3）在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。
    解：(1)导线上损失的功率为P＝I2R＝＝9kW
    损失的功率与输送功率的比值
    (2)风垂直流向风轮机，提供的风能功率最大．单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS，S＝πr2，风能的最大功率可表示为Pm＝(ρvS)v2＝πρr2v3
    (3)采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等（只要说出一点均酌情给分）
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    （1）据北京市气象台监测显示，2012年3月23日北京刮起了今年以来最大的风，其短时风力达到近十级．在海淀区某公路旁停放的一辆小轿车被大风吹倒的数字信息亭砸中，如图甲所示．已知该信息亭形状为长方体，其高度为h，底面是边长为l的正方形，信息亭所受的重力为G，重心位于其几何中心．
    ①求大风吹倒信息亭的过程中，至少需要对信息亭做多少功；
    ②若已知空气密度为ρ，大风的风速大小恒为v，方向垂直于正常直立的信息亭的竖直表面，大风中运动的空气与信息亭表面作用后速度变为零．求信息亭正常直立时，大风给它的对时间的平均作用力为多大．
    （2）风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能（气流的动能）转化为电能，其主要部件如图乙所示．已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变．当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P．求在同样的风向条件下，风速为
    v2
    时这台风力发电机输出的电功率．
    利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定．请你提出一条合理性建议，解决这一问题．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置．其主要部件包括风轮机、齿轮机、发电机等．如图所示，异步发电机将风轮吸收的机械能转化成电能，发电机转速随发电量的变化而在一定范围内变化．
    （1）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受的风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm．
    （2）已知风力发电机的输出功率P与Pm成正比．某风力发电机在风速v1=9m/s时能够输出电功率P1=540kw．我国某地区风速不低于v2=6m/s的时间每年约为5000小时．试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时？
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    科目：高中物理 来源：浙江省台州中学2011－2012学年高二下学期期中考试物理试题 题型：038

    风力发电机其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．

    (1)利用总电阻R＝10 Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能．输送功率P0＝300 kW，输出电压U＝10 kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；

    (2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r．求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；

    (3)在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施．

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年浙江省台州中学高二下学期期中考试物理试卷（带解析） 题型：计算题

    风力发电机其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等。（1）利用总电阻R＝10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P0＝300kW，输出电压U＝10kV，
    求（1）导线上损失的功率与输送功率的比值；
    （2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm；
    （3）在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。

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