Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)在探究“風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電時的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系”時，設(shè)計了如下實驗步驟：①如圖乙，將自制的小型風(fēng)葉安裝在風(fēng)車底座上，把線的一端固定在風(fēng)車轉(zhuǎn)軸上，另一端系上鉤碼；②在風(fēng)車正前方1米處放置電風(fēng)扇的風(fēng)速調(diào)到1擋位，用秒表記錄提升鉤碼到A點所需的時間；③將電風(fēng)扇換到2、3擋位，重復(fù)以上實驗，并將數(shù)據(jù)記錄在表格中：(注：電風(fēng)扇擋位越高，風(fēng)速越大)

表一：

電風(fēng)扇擋位	鉤碼的質(zhì)量/g	提升鉤碼到A點的時間/s
1	50	15
2	50	13
3	50	10

請你回答：

(1)這個實驗是通過測量提升鉤碼到A點的_____來比較風(fēng)車輸出功率的大小。這種方法是______(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)；

(2)通過實驗可以得到的結(jié)論是：風(fēng)速越大，風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電時的輸出功率__________；

為了進一步研究風(fēng)力發(fā)電機，他又從電廠查到一臺1500kW的發(fā)電機組的相關(guān)數(shù)據(jù)：

表二：輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系

風(fēng)速v/(m/s)	5	10	15	20
輸出功率P/kW	80	720	1500	1100

表三：不同風(fēng)速下風(fēng)力發(fā)電機每秒獲得的風(fēng)能：

風(fēng)速v(m/s)	5	10	15	20
1s獲得的能量E(104J)	15	120	405	350

(3)風(fēng)能是清潔能源，也是_____(選填“可再生”或“不可再生”)能源。發(fā)電機的工作原理是_____；

(4)風(fēng)速10m/s時，這臺發(fā)電機的發(fā)電效率為__________，有同學(xué)認為風(fēng)速越大，發(fā)電機的發(fā)電效率越高，他的觀點是_____(選填“正確”或“錯誤”)的。你認為的原因是______。

Answer 1

【答案】時間 轉(zhuǎn)換法 越大 可再生 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 60% 錯誤 風(fēng)速越大發(fā)電效率越低

【解析】

(1)[1]因提升高度要相同，通過提升時間，可知提升速度的大小，則由

可知輸出功率的大小，故比較測量提升鉤碼到A點的時間來比較風(fēng)車輸出功率的大小。

[2]轉(zhuǎn)換法可將不可測的量轉(zhuǎn)換為可測的量進行測量，也可將不易測準的量轉(zhuǎn)換為可測準的量，提高測量精度。此實驗將風(fēng)車輸出功率的大小轉(zhuǎn)化為通過測量提升鉤碼到A點的時間。

(2)[3]分析表一數(shù)據(jù)可見，在提升鉤碼質(zhì)量相同的情況下，風(fēng)速越大，提升鉤碼到A點的時間越短，風(fēng)車的輸出功率越大。

(3)[4]風(fēng)能是一種很清潔的可再生能源，資源豐富，無污染。

[5]風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機是通過機械運動產(chǎn)生電能，即是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，所以發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

(4)[6]風(fēng)速為10m/s時，1s內(nèi)獲得的能量為，風(fēng)車工作1h獲得的能量為

風(fēng)車工作1h產(chǎn)生的電能為

風(fēng)車發(fā)電的效率為

[7][8]風(fēng)速為15m/s時，1s內(nèi)獲得的能量為；風(fēng)車工作1s產(chǎn)生的電能為，風(fēng)車發(fā)電的效率為

由此可知，風(fēng)速越大，發(fā)電機的發(fā)電效率越低，所以他的觀點是錯誤的。