風(fēng)力發(fā)電機其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等．

(1)利用總電阻R＝10 Ω的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能．輸送功率P0＝300 kW，輸出電壓U＝10 kV，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；

(2)風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r．求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm；

(3)在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機單位時間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施．

答案：
解析：

　　(1)導(dǎo)線上損失的功率為P＝I2R＝2R＝9 kW(2分)

　　損失的功率與輸送功率的比值＝＝0.03(2分)

　　(2)風(fēng)垂直流向風(fēng)輪機，提供的風(fēng)能功率最大．單位時間內(nèi)垂直流向葉片旋轉(zhuǎn)面積的氣體質(zhì)量為ρvS，S＝πr2，風(fēng)能的最大功率可表示為Pm＝(ρvS)v2＝πρr2v3(3分)

　　(3)采取措施合理，如增加風(fēng)輪機葉片長度，安裝調(diào)向裝置保持風(fēng)輪機正面迎風(fēng)等．(只要說出一點均酌情給分)(3分)


練習(xí)冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網(wǎng)大風(fēng)可能給人們的生產(chǎn)和生活帶來一些危害，同時風(fēng)能也是可以開發(fā)利用的清潔能源．
（1）據(jù)北京市氣象臺監(jiān)測顯示，2012年3月23日北京刮起了今年以來最大的風(fēng)，其短時風(fēng)力達到近十級．在海淀區(qū)某公路旁停放的一輛小轎車被大風(fēng)吹倒的數(shù)字信息亭砸中，如圖甲所示．已知該信息亭形狀為長方體，其高度為h，底面是邊長為l的正方形，信息亭所受的重力為G，重心位于其幾何中心．
①求大風(fēng)吹倒信息亭的過程中，至少需要對信息亭做多少功；
②若已知空氣密度為ρ，大風(fēng)的風(fēng)速大小恒為v，方向垂直于正常直立的信息亭的豎直表面，大風(fēng)中運動的空氣與信息亭表面作用后速度變?yōu)榱悖笮畔⑼ふＶ绷r，大風(fēng)給它的對時間的平均作用力為多大．
（2）風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)能的一種方式，風(fēng)力發(fā)電機可以將風(fēng)能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能，其主要部件如圖乙所示．已知某風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)輪機旋轉(zhuǎn)葉片正面迎風(fēng)時的有效受風(fēng)面積為S，運動的空氣與受風(fēng)面作用后速度變?yōu)榱�，風(fēng)力發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率和空氣密度均保持不變．當風(fēng)速為v且風(fēng)向與風(fēng)力發(fā)電機受風(fēng)面垂直時，風(fēng)力發(fā)電機輸出的電功率為P．求在同樣的風(fēng)向條件下，風(fēng)速為
v2
時這臺風(fēng)力發(fā)電機輸出的電功率．
利用風(fēng)能發(fā)電時由于風(fēng)速、風(fēng)向不穩(wěn)定，會造成風(fēng)力發(fā)電輸出的電壓和功率不穩(wěn)定．請你提出一條合理性建議，解決這一問題．

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科目：高中物理 來源： 題型：

風(fēng)力發(fā)電機是將風(fēng)能（氣流的動能）轉(zhuǎn)化為電能的裝置．其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪機、發(fā)電機等．如圖所示，異步發(fā)電機將風(fēng)輪吸收的機械能轉(zhuǎn)化成電能，發(fā)電機轉(zhuǎn)速隨發(fā)電量的變化而在一定范圍內(nèi)變化．
（1）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受的風(fēng)能的面積．設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r，求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm．
（2）已知風(fēng)力發(fā)電機的輸出功率P與Pm成正比．某風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速v1=9m/s時能夠輸出電功率P1=540kw．我國某地區(qū)風(fēng)速不低于v2=6m/s的時間每年約為5000小時．試估算這臺風(fēng)力發(fā)電機在該地區(qū)的最小年發(fā)電量是多少千瓦時？
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科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年浙江省臺州中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

風(fēng)力發(fā)電機其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。（1）利用總電阻R＝10Ω的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能。輸送功率P0＝300kW，輸出電壓U＝10kV，
求（1）導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；
（2）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r。求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm；
（3）在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機單位時間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施。

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科目：高中物理 來源：浙江省期中題 題型：計算題

風(fēng)力發(fā)電機其主要部件包括風(fēng)輪機、齒輪箱、發(fā)電機等。
（1）利用總電阻R＝10Ω的線路向外輸送風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的電能。輸送功率P0＝300kW，輸出電壓U＝10kV，求導(dǎo)線上損失的功率與輸送功率的比值；
（2）風(fēng)輪機葉片旋轉(zhuǎn)所掃過的面積為風(fēng)力發(fā)電機可接受風(fēng)能的面積。設(shè)空氣密度為ρ，氣流速度為v，風(fēng)輪機葉片長度為r。求單位時間內(nèi)流向風(fēng)輪機的最大風(fēng)能Pm；
（3）在風(fēng)速和葉片數(shù)確定的情況下，要提高風(fēng)輪機單位時間接受的風(fēng)能，簡述可采取的措施。

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