Question

随着世界石油价格的不断攀升，能源危急已成事实，要实现可持续发展，必须开发和利用新能源．风能是一种可再生的清洁能源．风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其结构如图所示．其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等．假如当地的平均风速为v=5m/s，风轮机叶片的半径R=10m，若空气的密度ρ=1.2kg/m³，侧每秒钟吹向风轮机转动叶片扫过面积范围内的气流所具有的动能是

23550

J；若风力发电机将转动圆面内15%的气流动能转变为电能，该风力发电机发电的电功率是

3.53

kw．

Answer 1

分析：根据动能表达式EK=

1

2

mv2即可求出动能，先求出动能转化的电能，根据P=

W

t

即可求解电功率．

解答：解：单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为ρvS，S=πR²
风能的动能为  EK=

1

2

mv2=

1

2

×1.2×5×100π=23550J
风力发电机发电的电功率是P=

W

t

=

EK×0.15

1

=3.53kW
故答案为：23550    3.53

点评：本题考查了动能和功率的表达式的直接应用，难度不大，属于基础题．