Question

（2013?扬州）如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、

可再生

（可再生/不可再生）能源．
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度

大

（大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向

上

（上/下）的力使风叶旋转．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用

电磁感应

原理．实现机械能转化为电能．

（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有哪些

B、D

A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×104J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是

风机获得的能量与风速的三次方成正比

（用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率．

Answer 1

分析：（1）风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．
（2）①风机叶片材料质量轻减小阻力易于转动，强度高防止变形，耐磨损增加使用寿命，密度小可以减小质量，硬度大增加使用寿命．
②叶片上面弧形，下面平面，风经过叶片时，分析叶片上下空气流速，根据流速越大压强越小，分析压强大小，分析受力情况．
（3）风力发电是把机械能转化为电能，应用电磁感应原理．
（4）由图象丙进行分析，风速比较小时和风速比较大时，不会产生风能，在一定范围内电功率随风速增大而增大，在一定范围内，风速增大，电功率不变．
（5）①由表格数据分析，风能随风速的增大而增大，并且有定量关系，把定量关系确定下来．
②知道灯泡的额定功率和工作时间，求出有用功，知道总功，根据机械效率公式求出机械效率．

解答：解：（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．
（2）①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等．
②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
（4）由丙图知，
A．在风很小和很大时，不能产生电能．选项错误，不符合题意．
B．风速过大，机组不会产生电能．选项正确，符合题意．
C．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率不变；选项错误，不符合题意．
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．
（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的2³倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的3³倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比．
②∵P=

W

t

，
∴W_有=Pt=100W×10s=1000J，
η=

W有

W总

×100%=

1000J

10000J

×100%=10%．
故答案为：（1）可再生；（2）大；上；（3）电磁感应；4）B、D；（5）①风机获得的能量与风速的三次方成正比；②10%．

点评：本题考查了可再生能源、机械效率、流体压强和流速关系、电磁感应，其它内容都是从给定的材料中分析问题，考查学生对新事物的分析、判断能力，最近几年中考中出现的频率较高，并且有一定的难度．