Question

8．如圖所示的風(fēng)力發(fā)電機(jī)是將風(fēng)能（氣流的動(dòng)能）來發(fā)電的裝置．下表是某地的一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，其風(fēng)輪正面迎風(fēng)時(shí)，在不同風(fēng)速下獲得的能量．

平均風(fēng)速v（m/s）	5	10	15	20
1s內(nèi)獲得的能量E（×104J）	1	8	27	64

（1）由表可知，當(dāng)風(fēng)速25m/s時(shí)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)1s內(nèi)獲得的能量E為1.25×10⁶J；
（2）當(dāng)風(fēng)速20m/s時(shí)，一臺(tái)風(fēng)車工作1h所產(chǎn)生的電能供100只“220V-100W”燈泡正常工作8h，則這臺(tái)風(fēng)車發(fā)電效率為12.5%．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)分析，獲得能量隨風(fēng)速的增大而增大，確定定量關(guān)系，從而解題；
（2）知道燈泡的額定功率和工作時(shí)間，求出有用能量，知道總的能量，根據(jù)機(jī)械效率公式求出風(fēng)車發(fā)電效率．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)知，當(dāng)風(fēng)速增大為原來的2倍，獲得能量增大為原來的2³倍；風(fēng)速增大為原來的3倍，獲得能量增大為原來的3³倍；風(fēng)速增大為原來的4倍，獲得能量增大為原來的4⁴倍，所以風(fēng)力發(fā)電機(jī)獲得的能量與風(fēng)速的三次方成正比；
已知風(fēng)速為5m/s時(shí)，1s內(nèi)獲得的能量E=1×10⁴J，
所以當(dāng)風(fēng)速25m/s時(shí)，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)1s內(nèi)獲得的能量E=5³×1×10⁴J=1.25×10⁶J；
（2）由表格數(shù)據(jù)知，當(dāng)風(fēng)速20m/s時(shí)，1s內(nèi)獲得的能量E=6.4×10⁵J，
1h獲得的能量：E_總=6.4×10⁵J×3600=2.304×10⁹J，
100只“220V-100W”燈泡正常工作8h消耗的電能（有用的能量）：
W=Pt=100×100W×8×3600s=2.88×10⁸J，
這臺(tái)風(fēng)車發(fā)電效率為：
η=$\frac{W}{{E}_{總}}$×100%=$\frac{2.88×1{0}^{8}J}{2.304×1{0}^{9}J}$×100%=12.5%．
故答案為：（1）1.25×10⁶；（2）12.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了數(shù)據(jù)分析的能力、電能和效率的計(jì)算，關(guān)鍵是能從所給的表格數(shù)據(jù)分析出獲得能量與風(fēng)速的定量關(guān)系．