Question

（2012?湛江）我市徐聞縣毗鄰瓊州海峽，風(fēng)力資源極為豐富，隨著廣東粵能有限公司風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，徐聞將成為廣東省最大的風(fēng)力發(fā)電基地（如圖）．已知某小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速變化的關(guān)系如圖所示，且從網(wǎng)上查到風(fēng)級(jí)與風(fēng)速的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表：

風(fēng)級(jí)與風(fēng)速的關(guān)系

風(fēng)級(jí)	3	6	9	12
風(fēng)的名稱	微風(fēng)	強(qiáng)風(fēng)	烈風(fēng)	臺(tái)風(fēng)
風(fēng)速（米/秒）	3.4～5.4	10.8～13.8	20.8～24.4	大于32.6

（1）風(fēng)力發(fā)電時(shí)，風(fēng)輪機(jī)葉片受到風(fēng)力的推動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電．發(fā)電機(jī)是利用

電磁感應(yīng)

原理工作的．
（2）根據(jù)該發(fā)電機(jī)組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系圖，在風(fēng)速為

14

m/s時(shí)達(dá)到最大輸出功率．
（3）該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速之間的關(guān)系是

風(fēng)速在4～14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L(fēng)速增大時(shí)，輸出功率先增大，后減�。�

．
（4）請(qǐng)你根據(jù)圖象判斷，臺(tái)風(fēng)來(lái)臨時(shí)，能否給風(fēng)力電場(chǎng)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益？

不能

（填“能”或“不能”）．
（5）該風(fēng)力發(fā)電機(jī)固定在水平地面上時(shí)，整個(gè)裝置與地面接觸的面積是1m²，總質(zhì)量為70kg．該裝置對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是

700

Pa．（取g=10N/kg）
（6）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與

風(fēng)葉的形狀（或風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等）

有關(guān)．（填一項(xiàng)）

Answer 1

分析：（1）發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象；
（2）要確定最大輸出功率對(duì)應(yīng)的風(fēng)速，只要在縱軸找到最大功率，在橫軸找到對(duì)應(yīng)的風(fēng)速即可；
（3）分析圖象中輸出功率隨風(fēng)速的變化關(guān)系，然后得出結(jié)論；
（4）由表格信息可知，臺(tái)風(fēng)風(fēng)速大于32.6m/s，而由圖象可知，大于14m/s時(shí)，風(fēng)速越大，而發(fā)電機(jī)的輸出功率減��；
（5）裝置水平放置時(shí)對(duì)水平地面的壓力等于其重力，利用G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出壓強(qiáng)的大小；
（6）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與風(fēng)葉的形狀、風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等有關(guān)．

解答：解：
（1）發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理工作的；
（2）從圖象得知，當(dāng)風(fēng)速為14m/s時(shí)，輸出功率最大；
（3）根據(jù)圖表信息，我們可以看出風(fēng)速在4、5、…22米/秒時(shí)輸出功率的變化，
可以總結(jié)為：風(fēng)速在4～14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L(fēng)速增大時(shí)，輸出功率先增大，后減�。�；
（4）當(dāng)風(fēng)速為14m/s時(shí)，功率達(dá)到最大，而當(dāng)風(fēng)速超過(guò)14m/s時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率反而越來(lái)越��；
由表格信息可知，臺(tái)風(fēng)時(shí)風(fēng)速超過(guò)了32.6m/s，故臺(tái)風(fēng)時(shí)不能給發(fā)電場(chǎng)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益；
（5）風(fēng)力發(fā)電機(jī)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

70kg×10N/kg

1m2

=700Pa；
（6）風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率除了與風(fēng)速有關(guān)外，還可能與風(fēng)葉的形狀、風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等有關(guān)．
故答案為：
（1）電磁感應(yīng)；
（2）14； 
（3）風(fēng)速在4-14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于14米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L(fēng)速增大時(shí)，輸出功率先增大，后減�。�；
（4）不能；
（5）700；
（6）風(fēng)葉的形狀（或風(fēng)葉的排列結(jié)構(gòu)、風(fēng)葉的材料、風(fēng)葉的面積、風(fēng)的方向等）．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合性的題目，涉及到電動(dòng)機(jī)的原理和壓強(qiáng)的計(jì)算等，關(guān)鍵是會(huì)分析所給的數(shù)據(jù)得出發(fā)電機(jī)與風(fēng)速之間的關(guān)系．