题目内容

3.如图是某地区的风力发电场.一台发电机连同底座共重80t.中间的钢柱高61.5m,底座面积12m2.与主机连在一起的3片“风叶”,每片长37.5m.
(1)风能是属于可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源.风力发电的主要优点为(答一点)风力资源是取之不尽用之不竭;主要缺点为(答一点)风力大小方向不稳定.
(2)发电机底座对地面的压强为多少?(g取10N/kg)
(3)某一时段该地区平均风速为6m/s,每秒钟吹到发电机“风叶”上空气的动能为15000J,此时发电机向电网供电的功率为1800W,则该风力发电机把气流的动能转变为电能的效率为多少?

分析 (1)由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看,可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源;一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源.
(2)此时发电机组对地面的压力就等于发电机组的重力,已知其接触面积,据公式p=$\frac{F}{S}$计算即可;
(3)根据此时发电机向电网供电的功率为1800W,可求得发电机每秒发出的电能,然后再利用η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{动}}$×100%可求得该风力发电机把气流的动能转变为电能的效率.

解答 解:(1)风能是可以从自然界源源不断地得到的能源,即为可再生能源,风力资源其优点是取之不尽用之不竭(或可以减少环境污染;节省煤炭、石油等常规能源);主要缺点为:风力大小方向不稳定(或能量不易收集).
(2)此时发电机组对地面的压力是F=G=mg=80000kg×10N/kg=8×105N;底座的面积是S=12m2,
故发电机组对地面的压强是p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8×1{0}^{5}N}{12{m}^{2}}$=6.67×104Pa;
(3)发电机每秒发出的电能
W电=Pt=1800W×1s=1800J,
η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{动}}$×100%=$\frac{1800J}{15000J}$×100%=12%.
故答案为:
(1)可再生;风力资源是取之不尽用之不竭;风力大小方向不稳定;
(2)发电机底座对地面的压强为6.67×104Pa;
(3)该风力发电机把气流的动能转变为电能的效率为12%.

点评 要解好此题,要求同学们平时关注科学,增加课外阅读量;联系实际,拓宽视野,直面现实生活中的物理问题,学以致用;活化物理基本知识,注重基本素质和能力的培养.

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