Question

小柯参观了临海括苍山风力发电场，决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系，实验步骤如下：
①如图，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在转轴处，另一端系上钩码．

②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1档位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．
③将电风扇换到2、3档位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．（注：电风扇档位越高，风速越大）

电风扇档位	钩码的质量（克）	提升钩码到A点的时间（秒）
1	50	15
2	50	13
3	50	10

请回答：
（1）这个实验是通过测量________来比较风车输出功率的大小．
（2）小柯从网上查到以下数据：
表一：750千瓦风力发电机组的输出功率与风速的关系

风速（米/秒）	4	6	8	10	12	14	16	18	20
输出功率（千瓦）	0	75	200	360	540	740	730	650	550

表二：风级与风速的关系

风级	3	6	9	12
风的名称	微风	强风	烈风	台风
风速（米/秒）	3.4～5.4	10.8～13.8	20.8～24.4	大于32.6

根据以上数据预测，台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，并说明理由________．
（3）在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外，还可能与________有关（填一项）．

Answer 1

解：
（1）从实验过程和实验记录表格可知，风车输出功率的大小不能通过计算得出，但是其大小可以用我们能看到的现象表现出来，从实验记录表格可知，在该题中用提升钩码到A点的时间来表现风车输出功率的大小．
（2）不能，从表格二可知，台风来临时风速大于32.6米/秒，而从表格一可知，当风速过大时，发电机的输出功率反而变小．
（3）在相同的风速下，输出功率的大小与什么有关，可以抓住风叶本身寻找影响因素，即风叶的材料或风叶的面积．
故答案为：（1）提升钩码到A点的时间．
（2）不能，当风速过大时，发电机的输出功率反而变小．
（3）风叶的材料（或风叶的面积、风的方向）．
分析：（1）为了比较风车输出功率的大小，在此应用了转换法，把风车输出功率的大小用我们能看到的现象表现出来．
（2）要想回答台风来临时，能否给风力电场带来最大的经济效益，可首先从表格二中找到台风来临时风速的大小，再从表格一中找出发电机组的输出功率与风速的关系．
（3）在相同的风速下，不同风车的输出功率是不同的，控制了相同的风速，其输出功率的大小与什么有关，只要结合题意就可以．
点评：本题考查了学生，可以从实验过程和实验记录中提取有用的信息，并可以进行分析和归纳，让学生识记研究物理常用的方法．