Question

3．如圖是某地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場．一臺發(fā)電機連同底座共重80t．中間的鋼柱高61.5m，底座面積12m²．與主機連在一起的3片“風(fēng)葉”，每片長37.5m．
（1）風(fēng)能是屬于可再生（選填“可再生”或“不可再生”）能源．風(fēng)力發(fā)電的主要優(yōu)點為（答一點）風(fēng)力資源是取之不盡用之不竭；主要缺點為（答一點）風(fēng)力大小方向不穩(wěn)定．
（2）發(fā)電機底座對地面的壓強為多少？（g取10N/kg）
（3）某一時段該地區(qū)平均風(fēng)速為6m/s，每秒鐘吹到發(fā)電機“風(fēng)葉”上空氣的動能為15000J，此時發(fā)電機向電網(wǎng)供電的功率為1800W，則該風(fēng)力發(fā)電機把氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男�率為多少�?

Answer 1

分析 （1）由可再生能源與不可再生能源的分類要求來看，可以從自然界源源不斷地得到的能源稱之為可再生能源；一旦消耗就很難再生的能源稱之為不可再生能源．
（2）此時發(fā)電機組對地面的壓力就等于發(fā)電機組的重力，已知其接觸面積，據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$計算即可；
（3）根據(jù)此時發(fā)電機向電網(wǎng)供電的功率為1800W，可求得發(fā)電機每秒發(fā)出的電能，然后再利用η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{動}}$×100%可求得該風(fēng)力發(fā)電機把氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男�率�?/p>

解答 解：（1）風(fēng)能是可以從自然界源源不斷地得到的能源，即為可再生能源，風(fēng)力資源其優(yōu)點是取之不盡用之不竭（或可以減少環(huán)境污染；節(jié)省煤炭、石油等常規(guī)能源）；主要缺點為：風(fēng)力大小方向不穩(wěn)定（或能量不易收集）．
（2）此時發(fā)電機組對地面的壓力是F=G=mg=80000kg×10N/kg=8×10⁵N；底座的面積是S=12m²，
故發(fā)電機組對地面的壓強是p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8×1{0}^{5}N}{12{m}^{2}}$=6.67×10⁴Pa；
（3）發(fā)電機每秒發(fā)出的電能
W_電=Pt=1800W×1s=1800J，
η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{動}}$×100%=$\frac{1800J}{15000J}$×100%=12%．
故答案為：
（1）可再生；風(fēng)力資源是取之不盡用之不竭；風(fēng)力大小方向不穩(wěn)定；
（2）發(fā)電機底座對地面的壓強為6.67×10⁴Pa；
（3）該風(fēng)力發(fā)電機把氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿男�率�?2%．

點評 要解好此題，要求同學(xué)們平時關(guān)注科學(xué)，增加課外閱讀量；聯(lián)系實際，拓寬視野，直面現(xiàn)實生活中的物理問題，學(xué)以致用；活化物理基本知識，注重基本素質(zhì)和能力的培養(yǎng)．