Question

【題目】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．如圖是某地區(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)室外的一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的照片．下表給出了在不同風(fēng)速下該地區(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電功率．

風(fēng)速/ms﹣1	3	6	9	12	15	18	…
輸出電功率/kW	20	160	540	1280	2500	4320	…

①當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h所產(chǎn)生的電能是多少度？
②當(dāng)風(fēng)速為15m/s時(shí)，風(fēng)車(chē)組1h獲得的風(fēng)能為2.5×104 kWh，則此時(shí)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率是多少？
③由表中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所輸出的電功率與風(fēng)速有什么關(guān)系？

Answer 1

【答案】解：①當(dāng)風(fēng)速為6 m/s時(shí)，由數(shù)據(jù)表格知，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電功率是160 kW 故風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1h輸出的電能是：
W=Pt=160kW×1h=160kWh=160度；
答：當(dāng)風(fēng)速為6m/s時(shí)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作1h所產(chǎn)生的電能是160度率．
②由題知，當(dāng)風(fēng)速為15 m/s時(shí)，風(fēng)車(chē)組1h獲得的風(fēng)能是：
W風(fēng)=2.5×104kWh，
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1h輸出的電能是：
W電=P電t'=2500kW×1h=2500kWh，
則風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率：
η= ×100%= ×100%=10%；
答：該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率是10%．
③分析表中數(shù)據(jù)可看出，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所輸出的電功率與有什
當(dāng)風(fēng)速6m/s時(shí)為風(fēng)速為3m/s時(shí)的2倍，則輸出電功率160kW為風(fēng)速為3m/s時(shí)輸出電功率20kW的8倍；
當(dāng)風(fēng)速9m/s時(shí)為風(fēng)速為3m/s時(shí)的3倍，則輸出電功率540kW為風(fēng)速為3m/s時(shí)輸出電功率20kW的27倍；
所以當(dāng)風(fēng)速增大為原來(lái)的n倍，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電功率增大為原來(lái)的n3倍．
答：該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所輸出的電功率與風(fēng)速的關(guān)系是：當(dāng)風(fēng)速增大為原來(lái)的n倍，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的電功率增大為原來(lái)的n3倍
【解析】（1）由風(fēng)速為6m/s時(shí)的輸出電功率和工作時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求產(chǎn)生的電能．（2）已知風(fēng)速為15m/s時(shí)，風(fēng)車(chē)組1h獲得的風(fēng)能為2.5×104 kWh，再根據(jù)表格可知確定此時(shí)產(chǎn)生的電能，利用η= ×100%即可求出風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率；（3）分析表中數(shù)據(jù)可看出，通過(guò)找出各列中數(shù)據(jù)的關(guān)系通過(guò)推理即可找到輸出的電功率與風(fēng)速規(guī)律．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了電功的計(jì)算和電功率的計(jì)算公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握電功計(jì)算公式：W=UIt（式中單位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）；計(jì)算電功率公式：P =W/t ；P=UI ; 式中單位P→瓦(w)；W→焦；t→秒；U→伏（V）；I→安（A）計(jì)算電功率還可用公式：P=I2R和P= U2/R才能正確解答此題．