Question

（2012?湛江）我市徐聞縣毗鄰瓊州海峽，風力資源極為豐富，隨著廣東粵能有限公司風力發電項目的建設，徐聞將成為廣東省最大的風力發電基地（如圖）．已知某小型風力發電機的輸出功率與風速變化的關系如圖所示，且從網上查到風級與風速的關系數據如下表：

風級與風速的關系

風級	3	6	9	12
風的名稱	微風	強風	烈風	臺風
風速（米/秒）	3.4～5.4	10.8～13.8	20.8～24.4	大于32.6

（1）風力發電時，風輪機葉片受到風力的推動后轉動，從而帶動發電機發電．發電機是利用

電磁感應

原理工作的．
（2）根據該發電機組的輸出功率與風速的關系圖，在風速為

14

m/s時達到最大輸出功率．
（3）該風力發電機的輸出功率與風速之間的關系是

風速在4～14米/秒時，風速越大，輸出功率也越大；風速在大于14米/秒時，風速越大，輸出功率越�。ɑ蝻L速增大時，輸出功率先增大，后減�。�

．
（4）請你根據圖象判斷，臺風來臨時，能否給風力電場帶來最大的經濟效益？

不能

（填“能”或“不能”）．
（5）該風力發電機固定在水平地面上時，整個裝置與地面接觸的面積是1m²，總質量為70kg．該裝置對水平地面的壓強是

700

Pa．（取g=10N/kg）
（6）風力發電機的輸出功率除了與風速有關外，還可能與

風葉的形狀（或風葉的排列結構、風葉的材料、風葉的面積、風的方向等）

有關．（填一項）

Answer 1

分析：（1）發電機的工作原理是電磁感應現象；
（2）要確定最大輸出功率對應的風速，只要在縱軸找到最大功率，在橫軸找到對應的風速即可；
（3）分析圖象中輸出功率隨風速的變化關系，然后得出結論；
（4）由表格信息可知，臺風風速大于32.6m/s，而由圖象可知，大于14m/s時，風速越大，而發電機的輸出功率減��；
（5）裝置水平放置時對水平地面的壓力等于其重力，利用G=mg求出其大小，再根據壓強公式求出壓強的大小；
（6）風力發電機的輸出功率除了與風速有關外，還可能與風葉的形狀、風葉的排列結構、風葉的材料、風葉的面積、風的方向等有關．

解答：解：
（1）發電機是利用電磁感應原理工作的；
（2）從圖象得知，當風速為14m/s時，輸出功率最大；
（3）根據圖表信息，我們可以看出風速在4、5、…22米/秒時輸出功率的變化，
可以總結為：風速在4～14米/秒時，風速越大，輸出功率也越大；風速在大于14米/秒時，風速越大，輸出功率越小（或風速增大時，輸出功率先增大，后減�。�；
（4）當風速為14m/s時，功率達到最大，而當風速超過14m/s時，發電機的輸出功率反而越來越��；
由表格信息可知，臺風時風速超過了32.6m/s，故臺風時不能給發電場帶來更大的經濟效益；
（5）風力發電機對地面的壓強：
p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

70kg×10N/kg

1m2

=700Pa；
（6）風力發電機的輸出功率除了與風速有關外，還可能與風葉的形狀、風葉的排列結構、風葉的材料、風葉的面積、風的方向等有關．
故答案為：
（1）電磁感應；
（2）14； 
（3）風速在4-14米/秒時，風速越大，輸出功率也越大；風速在大于14米/秒時，風速越大，輸出功率越小（或風速增大時，輸出功率先增大，后減�。�；
（4）不能；
（5）700；
（6）風葉的形狀（或風葉的排列結構、風葉的材料、風葉的面積、風的方向等）．

點評：本題是一道綜合性的題目，涉及到電動機的原理和壓強的計算等，關鍵是會分析所給的數據得出發電機與風速之間的關系．