Question

（2012?湛江）我市徐聞縣毗鄰瓊州海峽，風(fēng)力資源極為豐富，隨著廣東粵能有限公司風(fēng)力發(fā)電項目的建設(shè)，徐聞將成為廣東省最大的風(fēng)力發(fā)電基地（如圖）．已知某小型風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率與風(fēng)速變化的關(guān)系如圖所示，且從網(wǎng)上查到風(fēng)級與風(fēng)速的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表：

風(fēng)級與風(fēng)速的關(guān)系

風(fēng)級	3	6	9	12
風(fēng)的名稱	微風(fēng)	強風(fēng)	烈風(fēng)	臺風(fēng)
風(fēng)速（米/秒）	3.4～5.4	10.8～13.8	20.8～24.4	大于32.6

（1）風(fēng)力發(fā)電時，風(fēng)輪機葉片受到風(fēng)力的推動后轉(zhuǎn)動，從而帶動發(fā)電機發(fā)電．發(fā)電機是利用

電磁感應(yīng)

原理工作的．
（2）根據(jù)該發(fā)電機組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系圖，在風(fēng)速為

14

m/s時達(dá)到最大輸出功率．
（3）該風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率與風(fēng)速之間的關(guān)系是

風(fēng)速在4～14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L(fēng)速增大時，輸出功率先增大，后減�。�

．
（4）請你根據(jù)圖象判斷，臺風(fēng)來臨時，能否給風(fēng)力電場帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益？

不能

（填“能”或“不能”）．
（5）該風(fēng)力發(fā)電機固定在水平地面上時，整個裝置與地面接觸的面積是1m²，總質(zhì)量為70kg．該裝置對水平地面的壓強是

700

Pa．（取g=10N/kg）
（6）風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與

風(fēng)葉的形狀（或風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等）

有關(guān)．（填一項）

Answer 1

分析：（1）發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；
（2）要確定最大輸出功率對應(yīng)的風(fēng)速，只要在縱軸找到最大功率，在橫軸找到對應(yīng)的風(fēng)速即可；
（3）分析圖象中輸出功率隨風(fēng)速的變化關(guān)系，然后得出結(jié)論；
（4）由表格信息可知，臺風(fēng)風(fēng)速大于32.6m/s，而由圖象可知，大于14m/s時，風(fēng)速越大，而發(fā)電機的輸出功率減小；
（5）裝置水平放置時對水平地面的壓力等于其重力，利用G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強公式求出壓強的大��；
（6）風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與風(fēng)葉的形狀、風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等有關(guān)．

解答：解：
（1）發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)原理工作的；
（2）從圖象得知，當(dāng)風(fēng)速為14m/s時，輸出功率最大；
（3）根據(jù)圖表信息，我們可以看出風(fēng)速在4、5、…22米/秒時輸出功率的變化，
可以總結(jié)為：風(fēng)速在4～14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率越小（或風(fēng)速增大時，輸出功率先增大，后減小）；
（4）當(dāng)風(fēng)速為14m/s時，功率達(dá)到最大，而當(dāng)風(fēng)速超過14m/s時，發(fā)電機的輸出功率反而越來越�。�
由表格信息可知，臺風(fēng)時風(fēng)速超過了32.6m/s，故臺風(fēng)時不能給發(fā)電場帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益；
（5）風(fēng)力發(fā)電機對地面的壓強：
p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

70kg×10N/kg

1m2

=700Pa；
（6）風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與風(fēng)葉的形狀、風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等有關(guān)．
故答案為：
（1）電磁感應(yīng)；
（2）14； 
（3）風(fēng)速在4-14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時，風(fēng)速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L(fēng)速增大時，輸出功率先增大，后減�。�；
（4）不能；
（5）700；
（6）風(fēng)葉的形狀（或風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等）．

點評：本題是一道綜合性的題目，涉及到電動機的原理和壓強的計算等，關(guān)鍵是會分析所給的數(shù)據(jù)得出發(fā)電機與風(fēng)速之間的關(guān)系．