题目内容
12．
空气流动形成风，风能够发电．风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等（如图所示）．风力发电时，风轮机叶片受到风力的推动后转动，从而带动发电机发电．某地的一台风力发电机，其风轮正面迎风，当风速为8m/s时，每秒钟流向叶片旋转面积的空气质量是7200kg，该地的空气密度是1.2kg/m3． 已知空气动能与空气质量成正比，且1kg空气在不同的速度（V）时的动能（E）如表所示．| E（J） | 2 | 8 | 18 | 32 | 50 |
| V（m/s） | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
（2）当风速为10m/s时，1s流向叶片旋转面积的空气质量是多少千克？若在这种情况下，风力发电机能对外提供5.4×104J的电能，那么这台风力发电机的风能转化为电能的效率是多少？
分析 （1）知道空气质量和该地的空气密度，根据密度公式的变形公式V=$\frac{m}{ρ}$即可求出每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积；
再求出1h空气所产生的能量，再利用m=$\frac{Q}{q}$即可求出完全燃烧的煤的质量；
（2）单位时间内通过风扇的空气质量，可理解为流经风扇的空气密度和空气体积的乘积，然后用风扇的横截面积和速度公式表示出空气的体积大小，
进而表示出空气质量的表达式m=ρv=ρsl=ρs•vt，通过比较找出m、v的关系，利用表格所给数据算出风速为10m/s时求出1s钟流向叶片旋转面积的空气质量，
再根据表格可知确定此时产生的能量，最后利用η=$\frac{{E}_{电}}{{E}_{风}}$×100%即可求出风力发电机的风能转化为电能的效率．
解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得：每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积：
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{7200kg}{1.2kg/{m}^{3}}$=6000m3，
1h空气所产生的能量为：
Q=32J/kg×7200kg/s×3600s=8.2944×108J，
由Q=mq得，1h内获得的风能相当完全燃烧煤的质量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{8.2944×1{0}^{8}J}{3.2×1{0}^{7}J/kg}$=25.92kg．
（2）设风扇的叶片旋转面积为s，风速为v；
单位时间t内，通过风扇的空气流量为：V=sl=s•vt；
那么这些空气的质量为：m=ρV=ρs•vt；
当空气密度、风扇的叶片旋转面积以及时间相同的情况下，m与v成正比；
即：$\frac{m′}{v′}$=$\frac{m}{v}$，
m′=$\frac{mv′}{v}$=$\frac{7200kg×10m/s}{8m/s}$=9000kg，
根据表可知产生能量为：E风=50J/kg×9000kg=4.5×105J，
这台风力发电机的风能转化为电能的效率为：
η=$\frac{{E}_{电}}{{E}_{风}}$×100%=$\frac{5.4×1{0}^{4}J}{4.5×1{0}^{5}J}$×100%=12%．
答：（1）当风速为8m/s时，每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积是6000m3；
这样的一台风力发电机在1小时内获得的风能与完全燃25.92kg的煤所产生的内能相当；
（2）当风速为10m/s时，1s流向叶片旋转面积的空气质量是9000kg；
这台风力发电机的风能转化为电能的效率是12%．
点评 本题考查密度公式、燃料燃烧的放热公式及效率的计算等知识的理解和掌握，要解好此题，要求同学们从题目中找出有用的信息，并结合所学的知识进行解答，活化物理基本知识，注重基本素质和能力的培养．
名校课堂系列答案
某同学接图所示的电路图连接电路进行探究性实验．实验时电阻R1保持不变，滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω在，三次改变滑动变阻器滑片P的位置，得到表中的实验数据：| 次数 | A1的示数（A） | A2的示数（A） | V1的示数（V） | V2的示数（V） | V的示数（V） |
| 1 | 0.4 | 0.4 | 4 | 8 | 12 |
| 2 | 0.6 | 0.6 | 6 | 6 | 12 |
| 3 | 0.8 | 0.8 | 8 | 4 | 12 |
（1）图示电路是串联电路，电压表V测电源的电压；
（2）比较电流表A1和A2的示数，可得结论：串联电路电流处处相等
（3）比较三只电压表示数，可得结论：串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和
（4）比较电流表A1（或A2）和电压表V1示数，可得结论：电阻一定时，电流与电压成正比
（5）定值电阻R1=10Ω，第3次实验中R2未接入电路的电阻为5Ω．
（6）第三次实验后，如果将电阻R1换成一个阻值为20Ω的定值电阻，而其他任何元件均不改变且不调节，各电压表示数变化为：电流表A1，A2减小，电压表V1增大，V2减小，V不变
（7）若想“研究电流和电阻”的关系，则 在（6）的基础上应将滑片P向右调节，直到V1的示数仍为4V为止，这时可归纳出的结论是在电压一定时，通过导体的电流与电阻成反比．
| A． | 声音在不同介质中的传播速度不同 | |
| B． | 市区内某些路段“禁鸣喇叭”，这是在声音传播的过程中减弱噪音 | |
| C． | 只要物体在振动，我们人耳就能听到声音 | |
| D． | 有些高科技产品，不振动也可以发出声音 |
瑞安有人梦想乘自己制造的船在大海里海钓，于是制造了如图所示的“冲锋艇”．据介绍该“冲锋艇”，重2吨多，长7米，宽2.95米，船头高1.7米），载重5吨，最高时速可达30公里．
（1）如图甲、乙是“伏安法”测电阻时电流表和电压表的示数．图中电流表的示数是0.2A．电压表的示数是2.4V．这时待测电阻的阻值是12Ω．| A． | 哨声在真空中传播的速度是340m/s | |
| B． | 哨声是由物体振动产生的 | |
| C． | 听到哨声就知道要考试说明声音可以传递能量 | |
| D． | 哨声不能传递信息 |
