Question

14．小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能首先經(jīng)過(guò)蓄電池貯存起來(lái)，然后再由蓄電池向用電器供電．如圖是某小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系圖．
（1）在風(fēng)速為12米/秒時(shí)達(dá)到最大輸出功率；
（2）該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速之間的關(guān)系是：風(fēng)速在3～12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越��；
（3）已知電動(dòng)車勻速行駛時(shí)的輸出功率為200W，輸出功率的30%推動(dòng)總質(zhì)量為60千克電動(dòng)車，電動(dòng)車受到的阻力是車重的0.02倍．計(jì)算該電動(dòng)車的行駛速度是多少？
（4）若該風(fēng)力發(fā)電機(jī)按輸出功率為500瓦發(fā)電，平均每天工作8小時(shí)，計(jì)算一年（365天）發(fā)電量是多少？

Answer 1

分析 （1）通過(guò)發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速關(guān)系圖，得知最大輸出功率時(shí)的風(fēng)速；
（2）通過(guò)發(fā)電機(jī)的輸出功率與風(fēng)速關(guān)系圖，得知風(fēng)速在3米/秒時(shí)的輸出功率、4米/秒時(shí)的輸出功率、…14米/秒時(shí)的輸出功率，可以判斷出在風(fēng)速12米米/秒時(shí)的輸出功率最大；以及最大輸出功率和風(fēng)速的關(guān)系．
（3）根據(jù)電動(dòng)車的質(zhì)量可求得其重力，然后可知電動(dòng)車受到的阻力，根據(jù)輸出功率可求得的有用功率，再利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得電動(dòng)車的行駛速度；
（4）根據(jù)題意知輸出功率500W發(fā)電，工作時(shí)間，運(yùn)用電功W=Pt求出一年365天的總發(fā)電量．

解答 解：（1）根據(jù)圖表信息可知，風(fēng)速在3米/秒時(shí)輸出功率為0W，在6米/秒時(shí)輸出功率400W；在12米/秒時(shí)輸出功率1000W；在14米/秒時(shí)輸出功率600W，所以，在風(fēng)速12米/秒時(shí)達(dá)到最大輸出功率．
（2）分析圖表信息可知，風(fēng)速在3、4、5、…14米/秒時(shí)輸出功率的變化，可以總結(jié)為：
風(fēng)速在3～12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越�。�
（3）根據(jù)題意可知，電動(dòng)車受到的阻力：f=0.02G=0.02mg=0.02×60kg×10N/kg=12N，
電動(dòng)車勻速行駛，所以牽引力：F=f=12N．
由η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{輸出}}$可得，有用功率：P_有用=ηP_輸出=30%×200W=60W，
因?yàn)镻_有用=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以，電動(dòng)車的行駛速度：v=$\frac{{P}_{有用}}{F}$=$\frac{60W}{12N}$=5m/s．
（4）由P=$\frac{W}{t}$可得，一月的發(fā)電量：W=P_輸出′t=0.5kW×8h×365=1460kW•h；
答：（1）12；
（2）風(fēng)速在3～12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率也越大；風(fēng)速在大于12米/秒時(shí)，風(fēng)速越大，輸出功率越��；（3）電動(dòng)車的行駛速度是5m/s；
（4）一年（365天）發(fā)電量是1460kW•h．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的知識(shí)點(diǎn)較多，考查能量的轉(zhuǎn)化、學(xué)生的看圖能力和對(duì)電功的計(jì)算能力．熟練掌握電功公式即可．