如图*所示，是*苏如东风力发电厂的外景，该场是*目前建设规模最大的风电基地，小明在参观了发电场后，对风力发电...

问题详情：

如图*所示，是*苏如东风力发电厂的外景，该场是*目前建设规模最大的风电基地，小明在参观了发电场后，对风力发电机产生了浓厚的兴趣．

风力发电机发电时的输出功率和哪些因素有关呢？对这一问题，他做了如下猜想：

①风力发电机的输出功率可能与风速有关．

②风力发电机的输出功率可能与叶片的倾角有关．

（1）请你也提出一个猜想：

③风力发电机的输出功率可能与　　有关．

为了探究风力发电机的输出功率是否与风速有关，小明设计了如下实验步骤：①如图乙，将风叶安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码．②在风车正前方1米处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间．③将电风扇换到2、3挡位，重复以上实验，并将数据记录在表格中．（注：电风扇挡位越高，风速越大）

表一：

请你回答：

（2）这个实验是通过测量　　来比较风车输出功率的大小．

（3）通过实验可以得到的结论是：　　．

为了进一步研究风力发电机，他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据：

表二：输出功率与风速的关系

表三：不同风速下风力发电机每秒获得的风能：

（4）风能是清洁能源，也是　　（选填“可再生”或“不可再生”）能源．风力发电机的工作原理是　　．

（5）风速为10m/s时，这台发电机的发电效率为　　．

【回答】

【考点】控制变量法与探究*实验方案．

【分析】（1）风速、叶片的倾角、叶片的材料以及叶片的表面积都可以影响发电机的输出功率；

（2）因风车输出的功率为提升重物的功率，要求提升重物的功率可以由P===mgv来求；而知道提升时间即可以得出提升物体的速度，则可比较风车的输出功率大小．

（3）分析表一中数据，电风扇档位越高，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，据此得出结论．

（4）风能是可再生能源，发电机的制作原理是电磁感应现象，即发电过程是将机械能转化为电能的过程．

（5）从表格数据得出风速为10m/s时，1s内获得的能量，求出风车工作1h获得的能量（总能量）；再求出风车工作1h产生的电能（有用能量）；利用效率公式求风车发电的效率．

【解答】解：（1）风叶的材料不同，可以影响发电机的输出功率，如组成风叶的材料越轻，则越易转动；同时若风叶的表面积不同，则风叶获得的能量不同，也可影响输出功率等．

（2）因提升高度要同，则由h=Vt可知，通过提升时间，可知提升的速度大小，则由P===mgv可知输出功率的大小，故比较提升时间可知功率大小．

（3）分析表一数据可见，在提升钩码质量相同的情况下，风速越大，提升钩码到A点的时间越短，风车的输出功率越大．

（4）风能是一种很清洁的可再生能源，资源丰富，无污染；风力发电将风能转化为电能，发电机是通过运动产生电能，即是利用电磁感应现象的原理制成的．

（5）风速为10m/s时，1s内获得的能量为120×104J，

风车工作1h获得的能量：

W总=120×104J×3600s=4.32×109J，

风车工作1h产生的电能：

W电=720kw×1h=720kw•h=2.592×109J，

风车发电的效率：η=×100%=×100%=60%．

故*为：（1）叶片面积；（2）砝码上升时间的长短；（3）风力发电机的输出功率与风速有关，风速越大输出功率越大；（4）可再生；电磁感应；（5）60%．

知识点：各地中考

题型：实验,探究题