20.如图甲所示,是某风力发电场的外景,该场是亚洲目前建设规模最大的风电基地,小明在参观了发电场后,对风力发电机产生了浓厚的兴趣.风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢?对这一问题,他做了如下猜想:

①风力发电机的输出功率可能与风速有关
②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关
为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关,小明设计了如下实验步骤:
①如图乙,将风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在风车转轴上,另一端系上钩码.
②在风车正前方1m处放置电风扇,将电风扇的风速调到1挡位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间.
③将电风扇换到2、3挡位,重复以上实验,并将数据记录在表格中.
(注:电风扇挡位越高,风速越大)
表一:
电风扇挡位钩码的质量(g)提升钩码到A点的时间(s)
15015
25013
35010
(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的时间来比较风车输出功率的大小.
(2)通过实验可以得到的结论是:风力发电机的输出功率与风速有关,风速越大,风力发电机输出功率越大.
为了进一步研究风力发电机,他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据:
表二:不同风速下风力发电机每秒获得的风能
风速v(m/s)5101520
1s获得的能量E(104J)15120405350
表三:发电机输出电功率与风速的关系
风速(m/s)5101520
输出电功率(kW)436015001100
(3)对表二进行分析,你发现风速在5m/s~15m/s的范围内,风力发电机每秒获得的风能(E)与风速(v)的数学定量关系式是:E=1200v3
(4)风速为10m/s时,这台发电机的发电效率是多大?
(5)根据表三,风速为10m/s时,这台发电机1h的发电量相当于燃烧优质无烟煤1058.8kg的发电量(优质无烟煤热值为q=3.4×107J/kg,一般火力发电效率约为η=36%)
 0  171800  171808  171814  171818  171824  171826  171830  171836  171838  171844  171850  171854  171856  171860  171866  171868  171874  171878  171880  171884  171886  171890  171892  171894  171895  171896  171898  171899  171900  171902  171904  171908  171910  171914  171916  171920  171926  171928  171934  171938  171940  171944  171950  171956  171958  171964  171968  171970  171976  171980  171986  171994  235360 

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