Question

8．如图所示甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要是由风机叶片和发动机组成．
风力发电利用的是风能，风能是清洁能源的可再生能源．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．
（1））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，由于叶片上表面空气流速快，下表面空气流速慢，上表面气流产生的压强小于下表面空气流产生的压强（选填“大于”或“小于”），产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转．
（2）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C
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速越大，机组产生的电功率一定越大
C．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（3）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

对表格进行分析，若风机获得能量的发电机效率为10%，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．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）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．
（3）由查表可知，当风速为5m/s时，这台风机工作1s获得的能量，又知发电机效率，可求电灯正常工作需要的电能，再利用P=$\frac{W}{t}$可求时间．

解答 解：（1）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．
（2）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．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．
C．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．
（3）W′=ηW=10%×1×10⁴J=1000J，
由P=$\frac{W}{t}$可得，t=$\frac{W}{P}$=$\frac{1000J}{100W}$=10s．
故答案为：（1）大；（2）小于；（3）C；（3）10s．

点评 本题考查了机械效率、流体压强和流速关系，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．