Question

15．我市地处沿海，风力资源极为丰富，随着各项大型发电项目的建设，我市将成为广东省知名风力发电基地，如图甲是某地风力发电的外景，风力发电机组主要由风机叶片和发电机组成．请回答下列问题：

（1）风力发电利用的是风能，风能是清洁的可再生（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（大/小），硬度大的复合材料制成，叶片性状像飞机的机翼，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而产生向上的压力差，使风叶旋转．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机，发电机是利用电磁感应原理，把机械能转化为电能．
（4）某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示，由图象可以知道，当风速在v₁到v₂之间时，风速越大，发电机组的电功率增大．
（5）请你根据图象判断，台风来临时，能否给风力发电带来最大的经济效益？不能（能/不能）．
（6）我国沿海地区有较丰富的风力资源，如果有一功率为10³kw的风力发电机组，预计年发电量为2.5×10⁸kw•h，相当于完全燃烧多少千克的煤放出的能量？（煤的燃烧值为3.0×10³J/kg）

Answer 1

分析 （1）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减小阻力易于转动，强度高防止变形，耐磨损增加使用寿命，密度小可以减小质量，硬度大增加使用寿命；
②叶片上面弧形，下面平面，风经过叶片时，分析叶片上下空气流速，根据流速越大压强越小，分析压强大小，分析受力情况．
（3）风力发电是把机械能转化为电能，应用电磁感应原理．
（4）（5）由图象丙进行分析，风速比较小时和风速比较大时，不会产生风能，在一定范围内电功率随风速增大而增大，在一定范围内，风速增大，电功率不变．
（6）将发电量的单位换算成焦耳，再根据热量的计算公式Q=qm变形计算出需要煤的质量．

解答 解：
（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，由于叶片两面空气流速不同而产生向上的压力差，使风叶旋转；
（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）由丙图可以知道，当风速在V₁到V₂之间时，风速越大，发电机组的电功率增大；
（5）由丙图可以知道，风速过大，机组不会产生电能，台风来临时，不能给风力发电带来最大的经济效益．
（6）W=2.5×10⁸kW•h=2.5×10⁸×3.6×10⁶J=9×10¹⁴J，
根据Q=qm=W可知，
需要的煤的质量m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{9×1{0}^{14}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=3×10⁷kg．
故答案为：（1）可再生；（2）小；向上的压力；（3）电磁感应；（4）增大；（5）不能；（6）相当于完全燃烧3×10⁷kg的煤放出的能量．

点评 本题考查了可再生能源、流体压强和流速关系，其它内容都是从给定的材料中分析问题，考查学生对新事物的分析、判断能力，最近几年中考中出现的频率较高，并且有一定的难度．