Question

如圖甲是我國某地區(qū)風力發(fā)電的外景,風力發(fā)電機組主要由風機葉片和發(fā)動機組成。

（1）風機葉片具有質(zhì)量輕、強度高、耐磨損等性能，通常用密度小，硬度______（大/小）的復(fù)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(chǎn)生壓強差，而受到向______（上/下）的力使風葉旋轉(zhuǎn)。

（2）風葉產(chǎn)生的動力通過傳動系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機，利用_____原理。實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)化為電能。
（3）某風力發(fā)電機的輸出功率與風速的關(guān)系如圖丙所示，由圖像得到的下列信息，正確的有哪些_____

A．只要有風，機組就能產(chǎn)生電能

B．風速過大，機組不會產(chǎn)生電能

C．風速越大，機組產(chǎn)生的電功率一定越大

D．風速在一定范圍內(nèi)，機組產(chǎn)生的電功率可能不變

（4）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(nèi)獲得的能量（×104J）	1	8	27	64

①對表格進行分析，你發(fā)現(xiàn)該風機1s內(nèi)獲得的能量與風速的定量關(guān)系是_____________________（用文字敘述）；
②當風速為5m/s時，這臺風機工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s，求風機發(fā)電的效率       。

Answer 1

（1）大；上；（2）電磁感應(yīng)；（3）B、D；（4）①風機獲得的電能與風速的三次方成正比；②10%

試題分析：（1）風機葉片要求強度高、耐磨損，所以要用硬度大的材料；葉片下方空氣通過的路程短，速度小，壓強大，上方空氣通過的路程長，速度大，壓強小，所以葉片受到向上的合力；
（2）發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)；
（3）從丙圖可知，風速小于v₁時，發(fā)電機的輸出功率為0，不能產(chǎn)生電能，A錯；風速大于v₃時，發(fā)電機的輸出功率為0，也不能產(chǎn)生電能，B對C錯；風速大于v₂小于v₃，輸出功率P保持不變，D對；
（4）①分析表中數(shù)據(jù)可知：，，所以風機獲得的電能與風速的三次方成正比；
②風速為5m/s時，1s內(nèi)獲得的能量為，燈泡正常工作10s需要的電能為：
，發(fā)電機的效率為