Question

如图甲是我国某地区风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发动机组成．
（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的、          （可再生/不可再生）能源．
（2）风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能，通常用密度小，硬度    （大/小）的复合材料制成；叶片形状像飞机的机翼，若叶片位置和风向如图乙所示，由于叶片两面空气流速不同产生压强差，而受到向上的力使风叶旋转．其蕴含的物理原理是：流速越大的位置压强越    （大/小）。
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，利用       原理．实现机械能转化为电能．

（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象得到的下列信息，正确的有哪些（ ）
A．只要有风，机组就能产生电能
B．风速过大，机组不会产生电能
C．风速越大，机组产生的电功率一定越大
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变
（5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：

平均风速（m/s）	5	10	15	20
1s内获得的能量（×104J）	1	8	27	64

①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是（   ）
A．风机获得的能量与风速的一次方成正比
B．风机获得的能量与风速的二次方成正比
C．风机获得的能量与风速的三次方成正比
D．风机获得的能量与风速的四次方成正比
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，则风力发电机的效率是      ．

Answer 1

（1）可再生；（2）大；上；（3）电磁感应；（4）B、D；（5）①C；②10%．

试题分析：
（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．
（2）①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等．
②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电磁感应现象．
（4）由图象丙进行分析，风速比较小（小于v₁）时和风速比较大（大于v₃）时，不会产生风能，在一定范围内（大于V₁小于V₂）电功率随风速增大而增大，在一定范围内（大于V₂小于V₃）风速增大，电功率不变．故选BD
（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的2³倍，风速增大为原来的3倍，风能增大为原来的3³倍…，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比．
②由表格可知，当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能是W_总=10000J
1只“220V 100W”电灯正常工作10s消耗的电能W_胡=Pt=100W×10s=1000J，
风力发电机的效率：