Question

（2009?哈爾濱模擬）哈爾濱市方正縣是松花江流域風能資源豐富地區(qū)，如圖所示是該地區(qū)風力發(fā)電場的外景，下表給出了在不同風速下一臺風車獲得的能量．

平均風速（m/s）	5	10	15	20	25	30
1s內獲得的能量（×106J）	2	4	6	8	10	12

（1）若風速為10m/s，一臺風車工作1h所產生的電能可供1千只“220V 100W”燈泡正常工作8h，求該風車發(fā)電的效率；
（2）若該地區(qū)年平均風速為15m/s，50臺這樣的風車一年獲得的風能相當于完全燃燒多少千克煤？（一年工作時間按4000h計算，煤的熱值為3×10⁷J/kg）；
（3）根據題中獲得的信息，分析風力發(fā)電的優(yōu)缺點．（各寫一條即可）

Answer 1

分析：（1）從表格數(shù)據得出風速為10m/s時，1s內獲得的能量，求出風車工作1h獲得的能量（總能量）；再求出風車工作1h產生的電能（有用能量）；利用效率公式求風車發(fā)電的效率；
（2）從表格數(shù)據得出風速為15m/s時，1s內獲得的能量，求50臺風車一年獲得的能量W′，利用W′=Q_放=mq求需要煤的質量；
（3）從下列幾方面分析優(yōu)缺點：風力發(fā)電的優(yōu)點：風能是可再生能源、環(huán)保、節(jié)約煤炭的等不可再生能源；
缺點：目前風力發(fā)電的能量轉化效率較低、風力發(fā)電受天氣的影響較大、受地理位置的限制．

解答：解：（1）風速為10m/s時，1s內獲得的能量為4×10⁶J，
風車工作1h獲得的能量：
W=4×10⁶J×3600s=1.44×10¹⁰J，
風車工作1h產生的電能：
W_電=Pt×1000=100W×8×3600s×1000=2.88×10⁹J，
風車發(fā)電的效率：
η=

W電

W

=

2.88×109J

1.44×1010J

=20%；
（2）風速為15m/s時，1s內獲得的能量為6×10⁶J，
50臺風車一年獲得的能量：
W′=6×10⁶J×50×4000×3600=4.32×10¹⁵J，
∵W′=Q_放=mq，
∴m=

W′

q

=

4.32×1015J

3×107J/kg

=1.44×10⁸kg；
（3）風力發(fā)電的優(yōu)點是環(huán)保、節(jié)約煤炭等不可再生能源；缺點是風力發(fā)電的能量轉化效率較低．

點評：本題考查了學生對電功公式、效率公式、電功率公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運用，涉及到新能源（風能）的利用，有意義！