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(2011•吴中区二模)小陆参观了我省如东风力发电场后,决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系,实验步骤如下:①如图,将风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在转轴处,
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(2011•吴中区二模)小陆参观了我省如东风力发电场后,决定探究风力电站发电时的输出功率和风速的关系,实验步骤如下:
①如图,将风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在转轴处,另一端系上钩码,
②在风车正前方1m处放置电风扇,将电风扇的风速调到1档位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间,
③将电风扇换到2、3档位,重复以上实验,并将数据记录在表格中.(注:电风扇档位越高,风速越大)
请回答:
(1)这个实验是通过测量______来比较风车输出功率的大小.
(2)小际从网上查到以下数据:
表一:750kW风力发电机组的输出功率与风速的关系
表二:风级与风速的关系
根据以上数据预测,台风来临时,能否给风力发电场带来最大的经济效益,并说明理由______.
(3)在相同的风速下,不同风车的输出功率是不同的,其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外,还可能与______有关(填一项).
(4)试根据表一的有关数据,求出当风速小于14m/s时,风力发电机组的输出功率与风速的关系式P=______.
①如图,将风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在转轴处,另一端系上钩码,
②在风车正前方1m处放置电风扇,将电风扇的风速调到1档位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间,
③将电风扇换到2、3档位,重复以上实验,并将数据记录在表格中.(注:电风扇档位越高,风速越大)
电风扇档位 | 钩码的质量(g) | 提升钩码到A点的时间(s) |
1 | 50 | 15 |
2 | 50 | 13 |
3 | 50 | 10 |
(1)这个实验是通过测量______来比较风车输出功率的大小.
(2)小际从网上查到以下数据:
表一:750kW风力发电机组的输出功率与风速的关系
风速(m/s) | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
输出功率(kW) | 0 | 80 | 192 | 336 | 512 | 720 | 710 | 640 | 540 |
风级 | 3 | 6 | 9 | 12 |
风的名称 | 微风 | 强风 | 烈风 | 台风 |
风速(米/秒) | 3.4~5.4 | 10.8~13.8 | 20.8~24.4 | 大于32.6 |
(3)在相同的风速下,不同风车的输出功率是不同的,其输出功率除了与风叶的形状和排列结构有关外,还可能与______有关(填一项).
(4)试根据表一的有关数据,求出当风速小于14m/s时,风力发电机组的输出功率与风速的关系式P=______.
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答案和解析
(1)因提升高度要同,则由h=vt可知,通过提升时间,可知提升的速度大小,则由P=mgv可知输出功率的大小;故比较提升时间可知功率大小;
(2)分析两表可知,当风速为14m/s时,功率达到最大,而当风速超过14m/s时,发电机的输出功率反而越来越小;由下表可知,台风时风速超过了32.6m/s,故台风时不能给发电场带来更大的经济效益;
(3)风叶的材料不同,可以影响发电机的输出功率,如组成风叶的材料越轻,则越易转动;同时若风叶的表面积不同,则风叶获得的能量不同,也可影响输出功率等;
(4)由表中数据可知,当风速为4m/s时,输出功率为零,再综合其他几个速度对应的功率可知,功率与风速应满足P=4(V2-16);
故答案为:(1)提升钩码到A点的时间;(2)不能,当风速过大时,发电机的输出功率反而减小;(3)风叶的材料;(4)4(v2-16).
(2)分析两表可知,当风速为14m/s时,功率达到最大,而当风速超过14m/s时,发电机的输出功率反而越来越小;由下表可知,台风时风速超过了32.6m/s,故台风时不能给发电场带来更大的经济效益;
(3)风叶的材料不同,可以影响发电机的输出功率,如组成风叶的材料越轻,则越易转动;同时若风叶的表面积不同,则风叶获得的能量不同,也可影响输出功率等;
(4)由表中数据可知,当风速为4m/s时,输出功率为零,再综合其他几个速度对应的功率可知,功率与风速应满足P=4(V2-16);
故答案为:(1)提升钩码到A点的时间;(2)不能,当风速过大时,发电机的输出功率反而减小;(3)风叶的材料;(4)4(v2-16).
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