Question

如圖1某電力公司開發(fā)出一種圓柱形氣球狀的發(fā)電機，懸于風力足夠大且較穩(wěn)定的300米高空，中心處大的風扇隨風轉動，帶動發(fā)電機，產生的電流通過系著的電線到地面．假如氣球體積3.0×10⁵米³，最大發(fā)電功率為3000千瓦；（設300米高空的空氣密為1.2千克/米³）

（1）氣球在高空受到的浮力為多少？
（2）若該風力發(fā)電機每年工作6000h，則它的最大年發(fā)電量是多少kW?h？
（3）如圖2中A、B、C、D表示四個不同地區(qū)300米高空一年內的平均風速，哪個地區(qū)最適合風力發(fā)電？______．

Answer 1

【答案】分析：（1）阿基米德原理適用于氣體，知道空氣的密度、氣球的體積（排開空氣的體積），利用阿基米德原理求氣球受到的浮力；
（2）知道發(fā)電機的最大發(fā)電功率，利用P=求最大年發(fā)電量；
（3）根據4個地區(qū)風速大小和有風的時間分析．
解答：解：（1）V_排=V_氣球=3×10⁵m³，
氣球受到的浮力：
F_浮=ρ_空氣gV_排
=1.2kg/m³×9.8N/kg×3×10⁵m³
=3.528×10⁶N；
（2）最大年發(fā)電量：
W=Pt=3000kW×6000h=1.8×10⁷kW?h；
（3）AB地區(qū)有時風速大，但風速小的時間長，D地區(qū)整年風速小，只有C地區(qū)平均風速比較大，該地區(qū)最適合風力發(fā)電．
答：（l）氣球在高空受到的浮力為3.528×10⁶N；
（2）該風力發(fā)電機的最大年發(fā)電量是1.8×10⁷kW?h；
（3）C地區(qū)最適合風力發(fā)電．
點評：本題考查了學生對阿基米德原理、電功的計算的了解與掌握，計算時注意單位統(tǒng)一，特別電功（發(fā)電量）的計算，利用好“P-W、W-kW?h、t-h”這一套單位．