Question

15．我市地處沿海，風(fēng)力資源極為豐富，隨著各項(xiàng)大型發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)，我市將成為廣東省知名風(fēng)力發(fā)電基地，如圖甲是某地風(fēng)力發(fā)電的外景，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主要由風(fēng)機(jī)葉片和發(fā)電機(jī)組成．請(qǐng)回答下列問題：

（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)葉片具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐磨損等性能，通常用密度�。ù�/�。�，硬度大的復(fù)合材料制成，葉片性狀像飛機(jī)的機(jī)翼，若葉片位置和風(fēng)向如圖乙所示，由于葉片兩面空氣流速不同而產(chǎn)生向上的壓力差，使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)．
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理，把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
（4）某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系如圖丙所示，由圖象可以知道，當(dāng)風(fēng)速在v₁到v₂之間時(shí)，風(fēng)速越大，發(fā)電機(jī)組的電功率增大．
（5）請(qǐng)你根據(jù)圖象判斷，臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)，能否給風(fēng)力發(fā)電帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益？不能（能/不能）．
（6）我國(guó)沿海地區(qū)有較豐富的風(fēng)力資源，如果有一功率為10³kw的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，預(yù)計(jì)年發(fā)電量為2.5×10⁸kw•h，相當(dāng)于完全燃燒多少千克的煤放出的能量？（煤的燃燒值為3.0×10³J/kg）

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）（5）由圖象丙進(jìn)行分析，風(fēng)速比較小時(shí)和風(fēng)速比較大時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生風(fēng)能，在一定范圍內(nèi)電功率隨風(fēng)速增大而增大，在一定范圍內(nèi)，風(fēng)速增大，電功率不變．
（6）將發(fā)電量的單位換算成焦耳，再根據(jù)熱量的計(jì)算公式Q=qm變形計(jì)算出需要煤的質(zhì)量．

解答 解：
（1）風(fēng)能可以在自然界中源源不斷的得到，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、強(qiáng)度大、耐磨損、密度小、硬度大，可以減小阻力，延長(zhǎng)使用壽命，便于安裝等；
②由乙圖知，葉片的上面是突出的弧形，下面是平面，空氣流過時(shí)，上面空氣流速大于下面空氣流速，上面壓強(qiáng)小于下面壓強(qiáng)，由于葉片兩面空氣流速不同而產(chǎn)生向上的壓力差，使風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)；
（3）風(fēng)葉產(chǎn)生的動(dòng)力通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞給發(fā)電機(jī)發(fā)電，把風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
（4）由丙圖可以知道，當(dāng)風(fēng)速在V₁到V₂之間時(shí)，風(fēng)速越大，發(fā)電機(jī)組的電功率增大；
（5）由丙圖可以知道，風(fēng)速過大，機(jī)組不會(huì)產(chǎn)生電能，臺(tái)風(fēng)來臨時(shí)，不能給風(fēng)力發(fā)電帶來最大的經(jīng)濟(jì)效益．
（6）W=2.5×10⁸kW•h=2.5×10⁸×3.6×10⁶J=9×10¹⁴J，
根據(jù)Q=qm=W可知，
需要的煤的質(zhì)量m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{9×1{0}^{14}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=3×10⁷kg．
故答案為：（1）可再生；（2）�。幌蛏系膲毫�；（3）電磁感應(yīng)；（4）增大；（5）不能；（6）相當(dāng)于完全燃燒3×10⁷kg的煤放出的能量．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了可再生能源、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．