Question

【题目】如图甲的风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成．

（1）风机叶片形状像飞机的机翼（如图乙所示），当叶片被风吹动时，由于叶片两面空气流速不同，产生的压强差使图乙中的叶片受到向________（填“上”或“下”）的力使风叶旋转．风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用原理实现机械能转化为电能．

（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____．

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，机组发电的功率一定越大 D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变

（3）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速v（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量E（×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：________（用文字描述）；

②当风速为5m/s时，这台风机获得的能量有20%转化为电能，则1s内所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作时间为________ .

Answer 1

【答案】上 BD 风机获得的能量与风速的三次方成正比 20s

【解析】

（1）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，即风速小于V1，大于V3时，不能产生电能．选项错误，不符合题意．

B．风速过大，大于V3时，机组不会产生电能．选项正确，符合题意．

C．在一定范围内，即在V1和V2之间时，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，V2和V3之间时，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，即V2和V3之间时，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．故选BD。

（3）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据表格可知，若风速是5m/s时，所获得的能量是W总=10000J，

这台风机获得的能量有20%转化为电能，所以此时所获得的电能是：W电能=W总×20%=2000J；

由P=可得，t===20s；