我国西北地区拥有得天独厚的风力资源.近年来兴建了许多风力发电厂．风力发电机是将风能转化为电能的装置．如图所示.某台风力发电机的风轮机叶片长度为 r.风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ.气流速度为v.则在时间t内通过风轮机的最大空气质量为 .时间t内风轮机可以接受到的最大风能为．题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

我国西北地区拥有得天独厚的风力资源，近年来兴建了许多风力发电厂．风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置．如图所示，某台风力发电机的风轮机叶片长度为 r，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，则在时间t内通过风轮机的最大空气质量为，时间t内风轮机可以接受到的最大风能为．

【答案】分析：t时间内，在长度为vt、垂直流向叶片旋转面积截面积为πr²的范围内的空气都能通过风轮机，由m=ρV求出空气质量．根据能量守恒定律求最大风能．
解答：解：在时间t内通过风轮机的最大空气质量为m=ρvtπr²．
时间t内风轮机可以接受到的最大风能为E=

?ρvtπr²?v²=

故答案为：ρvtπr².

点评：本题考查能量守恒定律的应用能力，关键要建立模型，理清思路，比较简单．

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，时间t内风轮机可以接受到的最大风能为

．

（16分）2011春季我国西北地区还有强降雪，路面状况给行车带来了困难。雪天行车由于不可测因素太多，开车时慢行可以给自己留出更多的时间去判断，从而做出正确操作，又由于制动距离会随着车速提高而加大，所以控制车速和与前车保持较大安全距离是冰雪路面行车的关键。一般来说多大的行驶速度，就要相应保持多长的安全行驶距离，如每小时30千米的速度，就要保持30米长的距离。据查，交通部门要求某一平直路段冰雪天气的安全行车速度减为正常路面的三分之二，而安全行车距离则要求为正常状态的三分之五，若制动状态时车轮呈抱死状态，未发生侧滑和侧移，路面处处的摩擦因数相同，试计算冰雪路面与正常路面的动摩擦因数之比。

2010年11月5日，在新疆召开的“引渤入疆”（指引渤海水进入新疆）研讨会，引起了全国舆论的广泛关注。其中一个方案是：从天津取水，由黄旗海一库布齐沙漠一毛乌素沙漠一腾格里沙漠一乌兰布和沙漠～巴丹吉林沙漠，走河西走廊，经疏勒河自流进入罗布泊。此路径中最高海拔约为1200m，从罗布泊到下游的艾丁湖，又有近1000m的落差。此方案是否可行，涉及到环境、能源、技术等多方面的因素。下面我们仅从能量角度来分析这个方案。

取重力加速度g=10m／s2，水的密度。

（1）通过管道提升海水，电能的利用率=60％，将1吨海水提升到海拔1200m，需要耗多少电能?利用水的落差发电，发电效率也为=60％，在1000m的落差中1吨水可以发多少电能?

（2）如果每年调4×109m3海水入疆，尽管利用落差发的电可以全部用来提升海水，但还需要额外提供电能。

（i）额外需要的电能可从三峡水电站输送。已知三峡水电站水库面积约1．0×109m2，年平均流量Q=5．0×1011m3，水库水面与发电机所在位置的平均高度差h=100m，发电站的发电效率=60%。求在一年中“引渤入疆”工程额外需要的电能占三峡电站发电量的比例。

（ii）我国西北地区风能充足，额外需要的电能也可通过风力发电来解决。通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能。取空气密度=1．25kg／m3。某风力发电机的发电效率=40%，其风轮机一个叶片旋转一周扫过的面积S=400m2。某地区风速不低于=l0m／s的时间每年约为5500小时（合2．0×107s）。

求在该地区最多建多少台这样的风力发电机就能满足“引渤入疆”工程额外需要的电能?

我国西北地区拥有得天独厚的风力资源，近年来兴建了许多风力发电厂．风力发电机是将风能（气流的动能）转化为电能的装置．如图所示，某台风力发电机的风轮机叶片长度为 r，风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，则在时间t内通过风轮机的最大空气质量为______，时间t内风轮机可以接受到的最大风能为______．

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