Question

風(fēng)力發(fā)電，是利用風(fēng)能這一可再生清潔能源來(lái)發(fā)電．由于沒(méi)有燃料問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射和空氣污染，符合“節(jié)能減排、低碳生活”的理念．
（1）如圖是某風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的外景，當(dāng)風(fēng)速為10m/s時(shí)，一臺(tái)風(fēng)機(jī)1分鐘內(nèi)可獲得的動(dòng)能是2.4×10⁶J，若其中的20%轉(zhuǎn)化為電能，求這臺(tái)風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率．
（2）為了降低輸送過(guò)程中因電熱而造成的損失，在保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出功率一定時(shí)，是應(yīng)該升高還是降低輸出電壓？為什么？

Answer 1

分析：（1）已知獲得的動(dòng)能和轉(zhuǎn)化效率，以及工作時(shí)間，根據(jù)公式P=

W

t

可求發(fā)電功率．
（2）在輸出功率相同時(shí)，提高電壓可減小輸電線中的電流大小，以減小電能損失．

解答：解：（1）獲得的電能W_電=η×W_動(dòng)=20%×2.4×10⁶J=4.8×10⁵J，
這臺(tái)風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率P=

W

t

=

4.8×106J

60s

=8000W
答：這臺(tái)風(fēng)機(jī)的發(fā)電功率是8×10³W．
（2）應(yīng)該升高輸送電壓．根據(jù)P=UI可知，在保證輸出功率P一定時(shí)，升高輸送電壓U，可以減小輸送電流I，根據(jù)焦耳定律Q=I²Rt可知，可以大大減小因輸電線發(fā)熱而造成的電能損失．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電能、電功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還考查了焦耳定律在輸電線中的應(yīng)用．并且應(yīng)用焦耳定律分析了減少輸電損失的方法，具有實(shí)際意義．