Question

（6分）如圖甲是我國某公路兩旁風光互補路燈系統的外景,其中的風力發電機組主要由風機葉片和發動機組成；該風力發電機的輸出功率與風速的關系圖像如圖乙所示。請回答：

（1）風力發電利用的是風能，風能是清潔的、_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源；
（2）風力發電機利用___________原理把________轉化為電能；
（3）由圖乙圖像可知，能使該風力發電機組產生電能的風速范圍是____________（用圖像中的字母表示）；
（4）下表給出的是在不同風速下該風力發電機的輸出功率。請根據表中信息回答：

平均風速（m/s）	2	4	8	16
輸出功率（W）	1.25	10	？	640

 
①當風速為8m/s時，該風力發電機的輸出功率為______ W；
②當風速為16m/s時，這臺風力發電機工作1s所產生的電能可供1只“12V 60W”電燈正常工作2s，那么風力發電機發電的效率為__________。

Answer 1

（1）可再生；（2）電磁感應  機械能；（3）V₁～V₃；（4）①80；②18.75%

試題分析：（1）風能在自然界中是可再生能源；（2）發電機的原理為電磁感應原理，能量轉化過程為機械能轉化為電能；（3）風力發電機的輸出功率與風速的關系圖像可看出，在V₁～V₃范圍內風力發電機有電功率輸出，所以生電能的風速范圍是V₁～V₃，（4）對表格進行分析，你發現該風力發電機輸出功率與風速的三次方成正比，即當風速增大為原來的2倍，功率增大為原來的8倍，所以當風速為8m/s時是4m/s的2倍，則功率為10w的8倍即80w，根據題意得W_總=Pt=640W×1s=640J；根據公式P=W/t，得：W_有=Pt=60W×2s=120J，
風機發電的效率η=W_有/W_總=120J/640J=18.75%．