Question

【題目】某興趣小組的同學(xué)在探究“風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系”時(shí)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)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(diǎn)所需的時(shí)間；③將電風(fēng)扇換到2、3擋位，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，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(diǎn)的時(shí)間/s
1	50	15
2	50	13
3	50	10

請(qǐng)你回答：

(1)這個(gè)實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量提升鉤碼到A點(diǎn)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(shí)驗(yàn)可以得到的結(jié)論是：風(fēng)速越大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)的輸出功率__________；

為了進(jìn)一步研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)，他又從電廠查到一臺(tái)1500kW的發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)的工作原理是_____；

(4)風(fēng)速10m/s時(shí)，這臺(tái)發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率為__________，有同學(xué)認(rèn)為風(fēng)速越大，發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率越高，他的觀點(diǎn)是_____(選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。你認(rèn)為的原因是______。

Answer 1

【答案】時(shí)間 轉(zhuǎn)換法 越大 可再生 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 60% 錯(cuò)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(shí)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(cè)量提升鉤碼到A點(diǎn)的時(shí)間來比較風(fēng)車輸出功率的大小。

[2]轉(zhuǎn)換法可將不可測(cè)的量轉(zhuǎn)換為可測(cè)的量進(jìn)行測(cè)量，也可將不易測(cè)準(zhǔn)的量轉(zhuǎn)換為可測(cè)準(zhǔn)的量，提高測(cè)量精度。此實(shí)驗(yàn)將風(fēng)車輸出功率的大小轉(zhuǎn)化為通過測(cè)量提升鉤碼到A點(diǎn)的時(shí)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(diǎn)的時(shí)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(jī)是通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。

(4)[6]風(fēng)速為10m/s時(shí)，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(shí)，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(jī)的發(fā)電效率越低，所以他的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。