Question

（2013?佛山）劉爽對(duì)風(fēng)力發(fā)電進(jìn)行研究，了解到當(dāng)風(fēng)速在v₂和v₄之間，風(fēng)車可以帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，某段時(shí)間內(nèi)甲、乙、丙、丁四個(gè)風(fēng)力發(fā)電站風(fēng)速與時(shí)間關(guān)系如圖所示．

（1）根據(jù)圖象請(qǐng)判斷該段時(shí)間內(nèi)哪個(gè)風(fēng)力發(fā)電站效能最大？
（2）如圖所示為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制電路，只有發(fā)電機(jī)與風(fēng)車離合器有電流通過(guò)時(shí)，風(fēng)車才能帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，當(dāng)風(fēng)速分別為v₁、v₂、v₃、v₄時(shí)，檔風(fēng)板帶動(dòng)金屬滑片P分別和下金屬導(dǎo)軌及AE滑道上的A、B、C、D點(diǎn)接觸，
①判斷AE滑道哪段導(dǎo)電并簡(jiǎn)單說(shuō)明理由？
②完成下列控制電路圖．

（3）丙發(fā)電站有N臺(tái)風(fēng)車，每臺(tái)風(fēng)車車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為r的圓面，當(dāng)風(fēng)速在v₂和v₄之間時(shí)，風(fēng)車每平方米葉片在t₀時(shí)間內(nèi)接收到的風(fēng)能為w₀，如果風(fēng)車能將10%的風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�，求�?br />①每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均功率p₀；
②發(fā)電站在0～t₄時(shí)間內(nèi)總發(fā)電量W．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)發(fā)電條件，分析圖象然后答題．
（2）當(dāng)電路閉合時(shí)，離合器有電流流過(guò)，根據(jù)發(fā)電條件分析圖示然后答題、連接電路圖．
（3）求出風(fēng)車的面積，求出風(fēng)車獲得的風(fēng)能，然后求出風(fēng)車的發(fā)電功率與發(fā)電量．

解答：解：（1）由各圖象可知，丙圖象中風(fēng)速在v₂和v₄之間時(shí)間最長(zhǎng)，則丙的風(fēng)力發(fā)電站效能最大．
（2）①風(fēng)速在v₂和v₄之間發(fā)電，當(dāng)風(fēng)速分別為v₂、v₄時(shí)，P分別B、D點(diǎn)接觸，此時(shí)發(fā)電，因此BD間導(dǎo)電．
②把電源、離合器、滑動(dòng)變阻器、導(dǎo)軌組成串聯(lián)電路，電路圖如圖所示．
（3）①風(fēng)車車葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)圓面的面積S=πr²，每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均功率P₀=

W

t

=

W0Sη

t

=

W0πr2η

t0

；
②由圖丙可知，發(fā)電時(shí)間為t=t₄-t₁，發(fā)電站在0～t₄時(shí)間內(nèi)總發(fā)電量W=NP₀t=

Nπη(t4-t1)r2W0

t0

；
答：（1）丙風(fēng)力發(fā)電站效能最大．
（2）①AE滑道BD導(dǎo)電，因?yàn)樵诖硕斡呻娏髁鬟^(guò)離合器．
②電路圖如圖所示．
（3）①每臺(tái)發(fā)電機(jī)平均功率為

W0πr2η

t0

；
②發(fā)電站在0～t₄時(shí)間內(nèi)總發(fā)電量為

Nπη(t4-t1)r2W0

t0

．

點(diǎn)評(píng)：認(rèn)真審題、充分理解題意，從題目中獲取所需信息，認(rèn)真分析圖象、電路圖即可正確解題，本題有一定的難度．