Question

17．如圖甲所示是我省某地區(qū)風力發(fā)電的外景，風力發(fā)電機組主要由風機葉片和發(fā)電機組成，下表給出了在不同風速下某風機獲得的能量．

平均風速（m/s）	5	10	15	20	25	30
1s內獲得的能量（×104J）	4	8	12	16	20	24

（1）風力發(fā)電利用的是風能，風能是可再生（填“可再生”或“不可再生”）能源．風機的葉片形狀像飛機的機翼，若葉片位置和風向如圖乙所示，由于葉片上、下兩面空氣流速不同產生壓強差，而受到向上 （填“上”或“下”）的力使風葉旋轉．
（2）當平均風速為l0m/s時，風機工作1s所產生的電能可供1只“220V  l00W”電燈正常工作1min，求風力發(fā)電機的發(fā)電效率．
（3）若某天的平均風速為10m/s，有效發(fā)電時間總共有5h，這一天產生的電能若全部轉化為熱被水吸收，可使多少千克的水溫度升高30℃？（c_水=4.2×10³J/kg℃）

Answer 1

分析 （1）風能是取之不盡用之不竭的能源，所以風能是可再生資源；
葉片上面弧形，下面平面，風經過葉片時，分析葉片上下空氣流速，根據流速越大壓強越小，分析壓強大小，分析受力情況；
（2）由表格數(shù)據分析，風能隨風速的增大而增大，并且有當平均風速為l0m/s時，風能為8×10³J；
根據P=$\frac{W}{t}$求得電燈工作1min消耗的電能，然后根據η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{風}}$×100%可求得發(fā)電機的發(fā)電效率；
（3）根據求得的發(fā)電效率可求得水吸收的熱量，再利用Q=cm△t變形可求得水的質量．

解答 解：（1）風能由于空氣流動而產生，空氣不斷的流動，因此為可再生；
觀察葉片形狀，上面曲面空氣流速大壓強�。�因此受空氣壓力向上；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，電燈工作1min消耗的電能W_電=Pt=100W×60s=6×10³J；
當平均風速為l0m/s時，風能為8×10³J；
發(fā)電效率η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{風}}$×100%=$\frac{6×1{0}^{3}J}{8×1{0}^{3}J}$×100%=75%；
（3）水吸收的熱量：Q=η×W_風=8×10⁴J×5×3600s×7.5%=1.08×10⁸J，
由Q=cm△t可得，m=$\frac{Q}{c△t}$=$\frac{1.08×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×30℃}$=87.5kg．
故答案為：
（1）可再生；上；
（2）風力發(fā)電機的發(fā)電效率為75%；
（3）可使87.5千克的水溫度升高30℃．

點評 本題考查了可再生能源、流體壓強和流速關系，其它內容都是從給定的材料中分析問題，考查學生對新事物的分析、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．