Question

（2012?樂陵市二模）“節(jié)能減排、低碳生活”的理念正在世界形成熱潮，我國甘肅的酒泉目前正在建設一個世界上最大的千萬千瓦級的超大型風電基地，如圖是酒泉風力發(fā)電系統(tǒng)室外的風力發(fā)電機的照片．下表給出了在不同風速下該地區(qū)風力發(fā)電機組輸出的電功率．

風速/m/s	3	6	9	12	15	18
輸出電功率/kW	20	160	540	1280	2500	4320

（1）當風速為6m/s時，風力發(fā)電機組工作1h所產生的電能是多少度？
（2）該電能恰能讓一個額定電壓為220V的電熱器正常工作80h，該電熱器的電功率多大？電熱器的額定電流為多少？
（3）當風速為15m/s時，風車組1h獲得的風能為2.5×10⁴kW?h，則此時該風力發(fā)電機組的發(fā)電效率是多少？

Answer 1

分析：（1）由風速為6m/s時的輸出電功率和工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求產生的電能．
（2）因為該電能恰能讓一個額定電壓為220V的電熱器正常工作80h，則利用P=

W

t

可求電功率，電熱器的額定電流利用I=

P

U

計算．
（3）已知風速為15m/s時，風車組1h獲得的風能為2.5×10⁴ kW?h，再根據(jù)表格可知確定此時產生的電能，利用η=

W電

W風

×100%即可求出風力發(fā)電機的發(fā)電效率．

解答：解：（1）當風速為6 m/s時，由數(shù)據(jù)表格知，風力發(fā)電機組輸出的電功率是160kW，
故風力發(fā)電機組1h輸出的電能是：
W=Pt=160kW×1h=160kW?h=160度；
答：當風速為6m/s時，風力發(fā)電機組工作1h所產生的電能是160度．
（2）由題知，W_燈=W=160kW?h，
∴P=

W

t

=

160kW?h

80h

=2kW=2000W，
I=

P

U

=

2000W

220V

≈9.1A．
答：該電熱器的電功率為2000W，電熱器的額定電流為9.1A．
（3）由題知，當風速為15m/s時，風車組1h獲得的風能是：
W_風=2.5×10⁴kW?h，
風力發(fā)電機組1h輸出的電能是：
W_電=P_電t'=2500kW×1h=2500kW?h，
則風力發(fā)電機組的發(fā)電效率：
η=

W電

W風

×100%=

2500kW?h

2.5×104kW?h

×100%=10%；
答：該風力發(fā)電機組的發(fā)電效率是10%．

點評：本題考查電功、效率的計算及數(shù)據(jù)的分析題，這要求同學們平時注意聯(lián)系實際，拓寬視野，直面現(xiàn)實生活中的物理問題，學以致用；活化物理基本知識，注重基本素質和能力的培養(yǎng)．