近年来我国建立了许多风力发电厂．一台风力发电机的参数为：额定发电功率10kW、输出电压 220V、额定风速 10m/s、风轮机叶片的长度为 4m．请你根据这些参数回答下面的问题．

Question

近年来我国建立了许多风力发电厂．一台风力发电机的参数为：额定发电功率10 kW、输出电压 220 V、额定风速 10 m/s、风轮机叶片的长度为 4 m．请你根据这些参数回答下面的问题．当风速为10 m/s时,发电机以额定功率发电,将全部电能用两条导线直接给用户供电,导线上的电流为＿＿＿＿＿＿A；已知空气的密度ρ空气＝1.3kg/m3,通过风轮机一个叶片旋转一周扫过面积的最大风能为可利用风能,则此过程中发电机利用风能的效率约为＿＿＿＿＿＿．
————————摘自《2011年北京市春季普通高中会考物理试卷》填空题4
答案为45.5 30.6 %
请进行详解~

Answer 1

P额=U输I输,功率为10kW,导线电压220v,I=10000/220=45.5A；
根据能量守恒风能为1/2mv2,其中m=ρπR2V,代入数据得32656w,再用它去除额定发电功率
10kw/32656w=30.6%