Question

8．如圖所示的風力發電機是將風能（氣流的動能）來發電的裝置．下表是某地的一臺風力發電機，其風輪正面迎風時，在不同風速下獲得的能量．

平均風速v（m/s）	5	10	15	20
1s內獲得的能量E（×104J）	1	8	27	64

（1）由表可知，當風速25m/s時，該風力發電機1s內獲得的能量E為1.25×10⁶J；
（2）當風速20m/s時，一臺風車工作1h所產生的電能供100只“220V-100W”燈泡正常工作8h，則這臺風車發電效率為12.5%．

Answer 1

分析 （1）由表格數據分析，獲得能量隨風速的增大而增大，確定定量關系，從而解題；
（2）知道燈泡的額定功率和工作時間，求出有用能量，知道總的能量，根據機械效率公式求出風車發電效率．

解答 解：
（1）由表格數據知，當風速增大為原來的2倍，獲得能量增大為原來的2³倍；風速增大為原來的3倍，獲得能量增大為原來的3³倍；風速增大為原來的4倍，獲得能量增大為原來的4⁴倍，所以風力發電機獲得的能量與風速的三次方成正比；
已知風速為5m/s時，1s內獲得的能量E=1×10⁴J，
所以當風速25m/s時，該風力發電機1s內獲得的能量E=5³×1×10⁴J=1.25×10⁶J；
（2）由表格數據知，當風速20m/s時，1s內獲得的能量E=6.4×10⁵J，
1h獲得的能量：E_總=6.4×10⁵J×3600=2.304×10⁹J，
100只“220V-100W”燈泡正常工作8h消耗的電能（有用的能量）：
W=Pt=100×100W×8×3600s=2.88×10⁸J，
這臺風車發電效率為：
η=$\frac{W}{{E}_{總}}$×100%=$\frac{2.88×1{0}^{8}J}{2.304×1{0}^{9}J}$×100%=12.5%．
故答案為：（1）1.25×10⁶；（2）12.5%．

點評 本題考查了數據分析的能力、電能和效率的計算，關鍵是能從所給的表格數據分析出獲得能量與風速的定量關系．