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）風力發電利用的是風能，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．
（3）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．

（4）某風力發電機的輸出功率與風速的關系如圖丙所示，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
（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

【答案】分析：（1）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風機葉片材料質量輕減小阻力易于轉動，強度高防止變形，耐磨損增加使用壽命，密度小可以減小質量，硬度大增加使用壽命．
②葉片上面弧形，下面平面，風經過葉片時，分析葉片上下空氣流速，根據流速越大壓強越小，分析壓強大小，分析受力情況．
（3）風力發電是把機械能轉化為電能，應用電磁感應原理．
（4）由圖象丙進行分析，風速比較小時和風速比較大時，不會產生風能，在一定范圍內電功率隨風速增大而增大，在一定范圍內，風速增大，電功率不變．
（5）①由表格數據分析，風能隨風速的增大而增大，并且有定量關系，把定量關系確定下來．
②知道燈泡的額定功率和工作時間，求出有用功，知道總功，根據機械效率公式求出機械效率．
解答：解：（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）風葉產生的動力通過傳動系統傳遞給發電機發電，把風的機械能轉化為電能，這是電磁感應現象．
（4）由丙圖知，
A．在風很小和很大時，不能產生電能．選項錯誤，不符合題意．
B．風速過大，機組不會產生電能．選項正確，符合題意．
C．在一定范圍內，風速越大，機組產生的電功率越大；在一定范圍內，風速越大，機組產生的電功率不變；選項錯誤，不符合題意．
D．風速在一定范圍內，機組產生的電功率可能不變．選項正確，符合題意．
（5）①由表格數據知，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∵P=，
∴W_有=Pt=100W×10s=1000J，
η=×100%=×100%=10%．
故答案為：（1）可再生；（2）大；上；（3）電磁感應；4）B、D；（5）①風機獲得的能量與風速的三次方成正比；②10%．
點評：本題考查了可再生能源、機械效率、流體壓強和流速關系、電磁感應，其它內容都是從給定的材料中分析問題，考查學生對新事物的分析、判斷能力，最近幾年中考中出現的頻率較高，并且有一定的難度．