风力发电机如果用柴油发电机做风力发电的发电机,接足够功率纯阻性电器,在启动风速到切出风速下可以实现恒速吗?

①风能可以从自然界中源源不断地得到，属于可再生能源；
②淡化1t水综合能耗：3kW•h=3×3.6×10⁶J=1.08×10⁷J；
③由ρ=[m/V]得1t纯水的体积为：V=[m/ρ]=
1×103kg
1.0×103kg/m3=1m³．
故答案为：可再生；1.08×10⁷；1．

点评：
本题考点： 能源的分类；密度公式的应用；能量的转化和转移．

考点点评： 本题涉及了能源分类、能量单位换算及密度公式的应用，难度不大．

首先A、B、C属于同轴转动，故他们的角速度相等，故C正确；
由v=ωr知，他们的半径r不相等，故线速度的大小不相等，故A错误；
由于是做圆周运动，故线速度的方向位于切线方向，故B错误；
由a=ω²r知，半径r不相等，故加速度a不相等，故D错误．
故选：C

点评：
本题考点： 线速度、角速度和周期、转速．

考点点评： 本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．

（1）风能能源源不断的从自然界中获得，属于可再生能源；
（2）一台发电机工作1h获得的电能：
W=Pt=10×10³W×3600s=3.6×10⁷J；
（3）电动车的电能可转化为的机械能：
W_机械=W×80%=3.6×10⁷J×80%=2.88×10⁷J，
机械功率：
P=
W机械
t=
2.88×107J
2×3600s=4000W，
由公式P=Fv得：
F=[P/v]=[4000W

18/3.6m/s]=800N．
答：（1）可再生；
（2）获得的电能为3.6×10⁷J；
（3）电动车的牵引力是800N．

点评：
本题考点： 电功率与电能、时间的关系；功的计算公式的应用；机械效率．

考点点评： 本题主要考查了电功、机械功率、牵引力的计算，关键是公式的灵活运用和从表格中获取信息，难点是对机械功率的理解和计算．

风力发电机工作时，是将机械能转化为电能，然后再将电能转化为化学能储存在蓄电池中．太阳能电池板工作时，先将光能转化为电能，然后将电能转化为化学能储存在蓄电池中．
故答案为：电．

点评：
本题考点： 太阳能的转化．

考点点评： 两种设备都包含了一个给蓄电池充电的过程，此过程中是将电能转化为化学能；蓄电池放电，是将化学能转化为电能．

太阳能电池板将太阳能转化为电能，将比热容公式变形得到，水的质量为

太阳能

（1）每秒钟通过的空气流的长度为：L=vt=10m/s×1s=10m，每秒钟通过风车轮叶形成的圆面空气流的体积为：V=SL=600m²×10m=6×10³m³，
空气流的质量为：m=ρV=1.3kg/m³×6×10³m³=7.8×10³kg，
1台风车工作1s获得的空气的动能为：E₀=7.8×10³kg×50J/kg=3.9×10⁵J，
10台风车工作1s获得的空气的动能为：E=10E₀=10×3.9×10⁵J=3.9×10⁶J，
10台风车工作1s产生的电能为：E_电=Pt=60W×2×3600S=4.32×10⁵J，
风车发电的效率为：η=
E电
E×100%=
4.32×105J
3.9×106J×100%=11%．
答：ls内冲击到风车轮叶形成的圆面的空气质量是7.8×10³kg；这种风车发电的效率为11%．
（2）1台风车每秒钟通过风车轮叶的空气流的质量为：m=ρV=ρSL=1.3×600×15×1=11700kg
1kg空气以15m/s的速度运动时具有的动能为E₁=
mv2
2=
1kg×(15m/s)2
2=112.5J，
100台风车一年获提的风能为 E_总=100×4000×3600×112.5J×11700=1.8954×10¹⁵J，
如果这些能量是由完全燃烧煤来获得，则煤的质量应为：
m=
E总
q=
1.8954×1015J
3×107J/kg=6.318×10⁷kg，
答：获得的风能相当于完全燃烧6.318×10⁷kg煤．
（3）风力发电的实际困难为：
风力不稳定，前期投资大，导致风力发电成本较高等．
前景：随着技术不断的成熟，成本下降较快，有望低于火力发电成本；风力发电对环境几乎没有污染等．

点评：
本题考点： 密度公式的应用；热量的计算．

考点点评： 本题主要考查学生对：风力发电的能量转化和燃料燃烧的放热公式的理解和掌握．难度较大，知识点繁琐，容易出错．

时间t内通过叶片扫过平面的空气柱的体积为：V=S•L=πr²•vt；
时间t内通过叶片扫过平面的空气柱的质量为：m=ρV；
根据能量守恒定律，有：
η
1
2mv2=Pt
联立以上三式得到：
r＝

2P
ηπρv2＝

2×40×103
0.2×3.14×1.29×102＝10m
故答案为：10 m

点评：
本题考点： 能源的开发和利用；能量守恒定律．

考点点评： 本题关键是明确通过叶片扫过平面的空气柱的部分动能转化为电能，求解出空气柱的质量是关键，基础题．

（1）导线上损失的功率为P=I^2_R=
P0
U2R＝(
300×103
10×103)2×10W＝9kW
损失的功率与输送功率的比值
P
P0＝
9×103
300×103＝0.03
（2）风垂直流向风轮机时，提供的风能功率最大．
单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为pvS，S=πr²
风能的最大功率可表示为 P_风=
1
2(ptS)v2＝
1
2ptπt2v2＝
1
2πpr2v3
采取措施合理，如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
（3）按题意，风力发电机的输出功率为P₂=
v2
v1•P1＝(
6
9)3×540kW=160 kW
最小年发电量约为W=P₂t=160×5000 kW•h=8×10⁵kW•h
答：（1）导线上损失的功率为9kW，输送功率的比值为0.03；
（2）单位时间内流向风轮机的最大风能P_m为
1
2πpr2v3，在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，可采取的措施如增加风轮机叶片长度，安装调向装置保持风轮机正面迎风等．
（3）这台风力发电机在该地区的最小年发电量是8×10⁵kW•h．

点评：
本题考点： 电功、电功率；能量守恒定律．

考点点评： 本题考查了功和功率的计算，关键是根据题意找出求出发电机功率的方法，及风能的最大功率和输出功率之间的关系．

（1）太阳能、风能属于可再生能源，故选B；
（2）风力发电机是根据电磁感应原理发电的，利用风力发电时，是将机械能（风能）转化为电能；
（3）P_输出=P₀/m²×0.5m²×16%=1000W/m²×0.5m²×16%=80W；
（4）由题知，风力发电机的输出功率P与风速v的三次方成正比，即P=kv³，
∵发电机的最大输出功率为400W、最大限制风速为12m/s，则400W=k×（12m/s）³，
∴k=[400W
(12m/s)3，
∵P=kv³，
∴风力发电机的输出功率为50W时的风速：
v=
3
50W

400W
(12m/s)3/]=6m/s．
（5）∵P=UI，
∴I=[P/U]=[100W/12V]，
使用时放电至余留20%停止电能输出，放电量Q=150Ah×（1-20%）=120Ah，
∵I=[Q/t]，
∴放电时间：
t=[Q/I]=[120Ah

100W/12V]=14.4h．
（6）知路灯总功率：
P=70W×1000=70kW，
一天消耗的电能：
W=Pt=70kW×10h=700kW•h；
一个月用电：
W_总=700kW•h×30=21000kW•h，
∵煤电转换关系为β=380g/（kW•h），
∴需要煤的质量：
m=W_总×β=380g/（kW•h）×21000kW•h=7980000g=7.98t．
故答案为：（1）B；（2）电磁感应；机械；电；（3）80；（4）6；（5）14.4；（6）700；7.98．

点评：
本题考点： 电功率的计算；速度与物体运动；电功的计算．

考点点评： 本题为电学、热学综合题，综合考查了学生对所学知识的应用能力，要求灵活运用所学知识，属于难题！

时间t内通过叶片扫过平面的空气柱的体积为：V=S•L=πr²•vt；
时间t内通过叶片扫过平面的空气柱的质量为：m=ρV；
根据能量守恒定律，有：
η
1
2mv2=Pt
联立以上三式得到：
r＝

2P
ηπρv2＝

2×40×103
0.2×3.14×1.29×102＝10m
故答案为：10 m

点评：
本题考点： 能源的开发和利用；能量守恒定律．

考点点评： 本题关键是明确通过叶片扫过平面的空气柱的部分动能转化为电能，求解出空气柱的质量是关键，基础题．