Question

【題目】風力發(fā)電，是利用風能這一可再生清潔能源來發(fā)電．由于沒有燃料問題，也不會產(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)風力發(fā)電系統(tǒng)室外的一臺風力發(fā)電機的照片．下表給出了在不同風速下該地區(qū)風力發(fā)電機組輸出的電功率．

風速/ms﹣1	3	6	9	12	15	18	…
輸出電功率/kW	20	160	540	1280	2500	4320	…

①當風速為6m/s時，風力發(fā)電機組工作1h所產(chǎn)生的電能是多少度？
②當風速為15m/s時，風車組1h獲得的風能為2.5×104 kWh，則此時該風力發(fā)電機組的發(fā)電效率是多少？
③由表中數(shù)據(jù)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)該風力發(fā)電機組所輸出的電功率與風速有什么關系？

Answer 1

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