题目内容
(2013?淮安一模)某电力公司开发出一种圆柱形气球状的发电机(如图为示意图),悬于风力足够大且较稳定的300m高空,中心处大的风扇随风转动,带动发电机,产生的电流通过系着的电线到地面.假如气球及器材总体积为3.0×105m3,最大发电功率为3000kw;(设300m高空的空气密为1.2kg/m3)问:
(1)求此整套装置的总质量为多少?
(2)若该风力发电机每年工作6000h,则它的最大年发电量是多少kw?h?
(3)上述的电能如果用发电效率为36%的火力发电站来提供的话需要多少优质煤?(优质煤的热值:3×107J/kg)
(4)如图中A.B.C.D表示四个不同地区300米高空一年内的平均风速,哪个地区最适合风力发电?答:
(1)求此整套装置的总质量为多少?
(2)若该风力发电机每年工作6000h,则它的最大年发电量是多少kw?h?
(3)上述的电能如果用发电效率为36%的火力发电站来提供的话需要多少优质煤?(优质煤的热值:3×107J/kg)
(4)如图中A.B.C.D表示四个不同地区300米高空一年内的平均风速,哪个地区最适合风力发电?答:
C
C
分析:(1)阿基米德原理适用于气体,知道空气的密度、气球的体积(排开空气的体积),利用阿基米德原理求气球受到的浮力;浮力等于自身的重力,进一步求出质量;
(2)知道发电机的最大发电功率,利用P=Wt求最大年发电量;
(3)根据公式W=Q=qm可求煤的质量;
(4)根据4个地区风速大小和有风的时间分析.
(2)知道发电机的最大发电功率,利用P=Wt求最大年发电量;
(3)根据公式W=Q=qm可求煤的质量;
(4)根据4个地区风速大小和有风的时间分析.
解答:解:(1)V排=V气球=3.0×105m3,
气球受到的浮力:F浮=G=ρ空气gV排=1.2kg/m3×10N/kg×3.0×105m3=3.6×106N;
所以此整套装置的总质量为m=
=
=3.6×105kg;
(2)最大年发电量:
W=Pt=3000kW×6000h=1.8×107kw?h;
(3)需要煤的质量m煤=
=
=6×106kg=6×103t;
(4)AB地区有时风速大,但风速小的时间长,D地区整年风速小,只有C地区平均风速比较大,该地区最适合风力发电.
答:(l)此整套装置的总质量为3.6×105kg;
(2)该风力发电机的最大年发电量是1.8×107kw?h;
(3)煤的质量为6×103t;
(4)C地区最适合风力发电.
气球受到的浮力:F浮=G=ρ空气gV排=1.2kg/m3×10N/kg×3.0×105m3=3.6×106N;
所以此整套装置的总质量为m=
G |
g |
3.6×106N |
10N/kg |
(2)最大年发电量:
W=Pt=3000kW×6000h=1.8×107kw?h;
(3)需要煤的质量m煤=
W |
ηq |
1.8×107×3.6×106J |
36%×3×107J/kg |
(4)AB地区有时风速大,但风速小的时间长,D地区整年风速小,只有C地区平均风速比较大,该地区最适合风力发电.
答:(l)此整套装置的总质量为3.6×105kg;
(2)该风力发电机的最大年发电量是1.8×107kw?h;
(3)煤的质量为6×103t;
(4)C地区最适合风力发电.
点评:本题考查了学生对阿基米德原理、电功的计算、质量的计算,计算时注意单位统一,特别电功(发电量)的计算,利用好“P-W、W-kW?h、t-h”这一套单位.
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