Question

今天的人類(lèi)，已經(jīng)離不開(kāi)電能了．如圖所示的風(fēng)力發(fā)電是新能源開(kāi)發(fā)中具有良好開(kāi)發(fā)前景的發(fā)電方式．由于沒(méi)有燃料燃燒問(wèn)題，也不會(huì)產(chǎn)生輻射或空氣污染，符合“節(jié)能減排”、“低碳生活”的理念而正在世界形成熱潮．但風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)是隨機(jī)性強(qiáng)，5m/s以上的風(fēng)速才可以發(fā)電．鹽城地處黃海之濱，春秋季風(fēng)力大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，大豐風(fēng)力發(fā)電廠正在開(kāi)發(fā)建設(shè)中．下表是某一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在不同風(fēng)速下的發(fā)電功率：

平均風(fēng)速m/s	5	6	7	8	9	10
功率kW	9	22	34	44	53	60

請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)知識(shí)完成以下問(wèn)題：
（1）風(fēng)能屬于

 

（選填“可再生”或“不可再生”）能源，風(fēng)力發(fā)電是把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為

 

能，供各種產(chǎn)業(yè)日常生活使用．
（2）當(dāng)風(fēng)速為10m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h所產(chǎn)生的電能是

 

kW?h；若此時(shí)風(fēng)車(chē)組1小時(shí)獲得的風(fēng)能為300kW?h，則風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率是

 

．
（3）大豐毗鄰黃海，有較豐富的風(fēng)力資源，即將并網(wǎng)的“十萬(wàn)千瓦”風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，預(yù)計(jì)年發(fā)電量2.5×10⁸kW?h，相當(dāng)于完全燃燒

 

kg的煤放出的能量．（煤的熱值為3.0×10⁷J/kg）
（4）大豐港港區(qū)計(jì)劃安裝如圖2所示的“風(fēng)光互補(bǔ)”景觀節(jié)能燈，它“頭頂”小風(fēng)扇，“肩扛”太陽(yáng)能電池板．關(guān)于節(jié)能燈的設(shè)計(jì)解釋合理的是

 

A．太陽(yáng)能電池板是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能
B．小風(fēng)扇是用來(lái)給太陽(yáng)能電池板散熱的
C．小風(fēng)扇是風(fēng)力發(fā)電機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D．蓄電池在夜晚放電時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
（5）面對(duì)日益嚴(yán)重的能源危機(jī)問(wèn)題，人們正在積極尋找和開(kāi)發(fā)新能源，你認(rèn)為除了上述兩種新能源之外，人類(lèi)還可以開(kāi)發(fā)哪些新能源？（至少舉出兩種）

Answer 1

分析：（1）像水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即發(fā)電過(guò)程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過(guò)程．
（2）由表中數(shù)據(jù)找出風(fēng)速為10m/s時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出電功率，然后由W=Pt求出1h產(chǎn)生的電能；已知1h獲得的風(fēng)能，就求出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率．
（3）知道年發(fā)電量（相當(dāng)于完全燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤所釋放的能量）和煤的熱值，利用Q_放=mq求需要煤的質(zhì)量．
（4）風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)可以通過(guò)風(fēng)吹動(dòng)扇片轉(zhuǎn)動(dòng)，把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；太陽(yáng)能電池可以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能．
（5）新能源又稱(chēng)非常規(guī)能源，是指?jìng)鹘y(tǒng)能源之外的各種能源形式，指剛開(kāi)始開(kāi)發(fā)利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽(yáng)能、地?zé)崮�、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等．

解答：解：（1）風(fēng)能是一種很清潔的可再生能源，資源豐富，無(wú)污染；風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）由表知：風(fēng)速v=10m/s時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出功率P_出=60kW，
∵P=

W

t

∴風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h產(chǎn)生的電能W_電=P_出×t=60kW×1h=60kW?h；
∵此時(shí)風(fēng)車(chē)組1小時(shí)獲得的風(fēng)能為300kW?h，
∴風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率η=

W電

W風(fēng)

×100%=

60kw?h

300kw?h

×100%=20%
（3）發(fā)電量為：2.5×lO⁸kW?h的發(fā)電機(jī)的發(fā)電量：W=2.5×10⁸kW?h=2.5×10⁸×3.6×10⁶J=9×10¹⁴J；
所以需要完全燃燒煤的質(zhì)量：
m_煤=

W

q

=

9×1014J

3×107J/kg

=3×10⁷kg
（4）A、太陽(yáng)能電池板也可以把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，該選項(xiàng)說(shuō)法正確；
B、小風(fēng)扇的作用可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，不是用來(lái)散熱的，該選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；
C、小風(fēng)扇是一個(gè)風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)，它可以把風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，該選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；
D、蓄電池在夜晚放電時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，該選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；
故正確答案為A．
故答案為：（1）可再生；電；（2）60；20%；（3）3×10⁷；A；（4）A；
（5）新能源的例子，比如：海洋能；風(fēng)能是新能源；氫能源是我國(guó)正在開(kāi)發(fā)的新能源之一．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了能源的分類(lèi)、電能的計(jì)算、熱量的計(jì)算、新能源的開(kāi)發(fā)和利用，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，數(shù)據(jù)較大，解答時(shí)仔細(xì)分析題干，運(yùn)用所給數(shù)據(jù)，仔細(xì)作答．