Question

18．我市南澳风力发电场位于南澳东半岛果老山脉．山巅有风车阵，与蓝天大海，组合成一幅壮丽的南粤山水新风景线（图甲）．风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、可再生（可再生/不可再生）能源．
（2）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（选填“大”或“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，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向上（选填“上”或“下”）的力使风叶旋转．
（3）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．
（4）（多选）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BD
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，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）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

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，该风机发电的效率是10%．

Answer 1

分析 （1）风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源；
（2）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；
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；
（3）风力发电是把机械能转化为电能，应用电磁感应原理；
（4）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；
（5）知道灯泡的额定功率和工作时间，求出有用功，知道总功，根据机械效率公式求出机械效率．

解答 解：
（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源；
（2）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；
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．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象；
（4）由丙图知，
A．在风很小和很大时，不能产生电能．此选项错误；
B．风速过大，机组不会产生电能．此选项正确；
C．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．此选项错误；
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变．此选项正确．故选BD；
（5）根据题意得W_总=10000J，
根据公式P=$\frac{W}{t}$，所以W_有=Pt=100W×10s=1000J，
风机发电的效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{1000J}{10000J}$×100%=10%．
故答案为：（1）可再生；  （2）上；（3）电磁感应；（4）BD；（5）10%．

点评 本题考查了可再生能源、物质的属性、机械效率、流体压强和流速关系及电功率的计算，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，并且有一定的难度．