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空气流动形成风,风能够发电.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其...

空气流动形成风,风能够发电.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等(如图所示).风力发电时,风轮机叶片受到风力的推动后转动,从而带动发电机发电.某地的一台风力发电机,其风轮正面迎风,当风速为8m/s时,每秒钟流向叶片旋转面积的空气质量是7200kg,该地的空气密度是1.2kg/m3. 已知空气动能与空气质量成正比,且1kg空气在不同的速度(V)时的动能(E)如下表所示.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

E(J)

2

8

18

32

50

V(m/s)

2

4

6

8

10

 

 

 

 

(1)当风速为8m/s时,每秒钟通过叶片旋转面积的空气体积是多少立方米?若煤的热值3.2×107J/kg,那么这样的一台风力发电机在1h内获得的风能与完全燃烧多少千克的煤所产生的内能相当?

(2)当风速为10m/s时,1s钟流向叶片旋转面积的空气质量是多少千克?若在这种情况下,风力发电机能对外提供5.4×104 J的电能,那么这台风力发电机的风能转化为电能的效率是多少?

(3)科学家认为,理想空气发电厂应建立在海拔4600m到10000m的空中,其原因是什么?

 

(1)6×103 m3,25.92kg (2)9000kg ,12% (3)在海拔4600-10000m的空中,风力大而稳定 【解析】(1)t=1s内吹到风车叶轮上空气的体积V=m/ρ=7200kg/1.2kg/m3=6×103m3 , 风速为8m/s时,1台这样的风车一年获得的能量 W=32J/kg·S×7200kg×1×60×60s=2.592×108J, 需要燃烧煤的质量m=W/ Q =2.592×108J / 3.2×107J/kg =25.92kg , (2)t=1s内吹到风车叶轮上空气的体积V=Svt=6×103m3 /8m/s×10m/s×1s=7500m3, 空气的质量m=ρV=1.2kg/m3×7500m3=9000kg, 风速为10m/s,一台风车工作1小时获得的风能 W风=50J/ kg·S×9000kg×1s=450000J, 蓄电池获得的电能W蓄电池=5.4×104 J, 风车发电的效率η=W蓄电池/ W风 ×100%=5.4×104 J /450000J×100%=12%,、
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小华家买了一个家用电吹风,如图甲,其简化电路如图乙所示,主要技术参数如右表。

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请解答如下问题:

(1)当电吹风吹冷风时,正常工作5min消耗的电能是多少?

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(3)当电路供电电压为200V时,电吹风电热丝的实际电功率为多大?(计算结果保留一位小数)

 

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港务局一装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升质量为80 kg的货物,所用的拉力F为500N,绳子自由端在50s内被匀速拉下4m,求:(g取10N/kg)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)提升时绳子自由端的速度.(2)拉力F的功率.(3)此滑轮组的机械效率.

 

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说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(4)全球气候变暖已成为国际社会关注的焦点。它严重影响了人类环境和自然生态,导致水资源失衡、农业减产、生存环境日益恶化,严重威胁着人类的健康与生命。“低碳生活”(即减少生活中保温气体尤其是CO2气体排放)已成为全人类的一种追求,作为中学生,你认为在日常生活中可以做些什么,请写出两点:(1)                     

(2)                        

 

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