Question

12．如圖1是我國(guó)某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電的外景，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)動(dòng)機(jī)組成．

（1）風(fēng)力發(fā)電利用的是風(fēng)能，風(fēng)能是清潔的、可再生（可再生/不可再生）能源．
（2）風(fēng)機(jī)葉片形狀像飛機(jī)的機(jī)翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖2所示，由于葉片兩面空氣流速不同產(chǎn)生壓強(qiáng)差，而受到向上（上/下）的力使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)．
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，利用電磁感應(yīng)原理．實(shí)現(xiàn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
（4）下表給出了在不同風(fēng)速下某風(fēng)機(jī)獲得的能量：

平均風(fēng)速（m/s）	5	10	15	20
1s內(nèi)獲得的能量/（×104J）	1	8	27	64

①對(duì)表格進(jìn)行分析，你發(fā)現(xiàn)該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的定量關(guān)系是該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比（用文字?jǐn)⑹觯��?br />②當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，這臺(tái)風(fēng)機(jī)工作1s所產(chǎn)生的電能可供1只“220V 100W”電燈正常工作10s，求風(fēng)機(jī)發(fā)電的效率是10%．

Answer 1

分析 （1）風(fēng)能是取之不盡用之不竭的能源，所以風(fēng)能是可再生資源；
（2）①風(fēng)機(jī)葉片材料質(zhì)量輕減小阻力易于轉(zhuǎn)動(dòng)，強(qiáng)度高防止變形，耐磨損增加使用壽命，密度小可以減小質(zhì)量，硬度大增加使用壽命；
②葉片上面弧形，下面平面，風(fēng)經(jīng)過(guò)葉片時(shí)，分析葉片上下空氣流速，根據(jù)流速越大壓強(qiáng)越小，分析壓強(qiáng)大小，分析受力情況；
（3）風(fēng)力發(fā)電是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，應(yīng)用電磁感應(yīng)原理．
（4））①由表格數(shù)據(jù)分析，風(fēng)能隨風(fēng)速的增大而增大，并且有定量關(guān)系，把定量關(guān)系確定下來(lái)；
②知道燈泡的額定功率和工作時(shí)間，求出有用功，知道總功，根據(jù)機(jī)械效率公式求出機(jī)械效率．

解答 解：（1）風(fēng)能由于空氣流動(dòng)而產(chǎn)生，空氣不斷的流動(dòng)，因此為可再生；
（2）觀察葉片形狀，上面曲面空氣流速大壓強(qiáng)�。�因此受空氣壓力向上；
（3）機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電，為發(fā)電機(jī)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程，也就是電磁感應(yīng)；
（4）①分析表格，風(fēng)速是1：2：3：4的關(guān)系，而對(duì)應(yīng)的能量是1³：2³：3³：4³的關(guān)系，因此該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比．
1只“220V 100W”電燈正常工作10s消耗的電能為W=Pt=100W×10s=1000J，
根據(jù)圖表判斷風(fēng)速為5m/s時(shí)1s內(nèi)獲得能量為10000J，
因此效率為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{1000J}{10000J}$×100%=10%．
故答案為：（1）可再生；（2）上；（3）電磁感應(yīng)；（4）①該風(fēng)機(jī)1s內(nèi)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比，②10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了可再生能源、機(jī)械效率、流體壓強(qiáng)和流速關(guān)系，其它內(nèi)容都是從給定的材料中分析問(wèn)題，考查學(xué)生對(duì)新事物的分析、判斷能力，最近幾年中考中出現(xiàn)的頻率較高，并且有一定的難度．