Question

小柯參觀了臨海括蒼山風力發電場，決定探究風力電站發電時的輸出功率和風速的關系，實驗步驟如下：
①如圖，將風葉安裝在風車底座上，把線的一端固定在轉軸處，另一端系上鉤碼．
②在風車正前方1米處放置電風扇，將電風扇的風速調到1檔位，用秒表記錄提升鉤碼到A點所需的時間．
③將電風扇換到2、3檔位，重復以上實驗，并將數據記錄在表格中．（注：電風扇檔位越高，風速越大）

電風扇檔位	鉤碼的質量（克）	提升鉤碼到A點的時間（秒）
1	50	15
2	50	13
3	50	10

請回答：
（1）這個實驗是通過測量______來比較風車輸出功率的大小．
（2）小柯從網上查到以下數據：
表一：750千瓦風力發電機組的輸出功率與風速的關系

風速（米/秒）	4	6	8	10	12	14	16	18	20
輸出功率（千瓦）		75	200	360	540	740	730	650	550

表二：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

根據以上數據預測，臺風來臨時，能否給風力電場帶來最大的經濟效益，并說明理由______．
（3）在相同的風速下，不同風車的輸出功率是不同的，其輸出功率除了與風葉的形狀和排列結構有關外，還可能與______有關（填一項）．

Answer 1

【答案】分析：（1）為了比較風車輸出功率的大小，在此應用了轉換法，把風車輸出功率的大小用我們能看到的現象表現出來．
（2）要想回答臺風來臨時，能否給風力電場帶來最大的經濟效益，可首先從表格二中找到臺風來臨時風速的大小，再從表格一中找出發電機組的輸出功率與風速的關系．
（3）在相同的風速下，不同風車的輸出功率是不同的，控制了相同的風速，其輸出功率的大小與什么有關，只要結合題意就可以．
解答：解：
（1）從實驗過程和實驗記錄表格可知，風車輸出功率的大小不能通過計算得出，但是其大小可以用我們能看到的現象表現出來，從實驗記錄表格可知，在該題中用提升鉤碼到A點的時間來表現風車輸出功率的大小．
（2）不能，從表格二可知，臺風來臨時風速大于32.6米/秒，而從表格一可知，當風速過大時，發電機的輸出功率反而變小．
（3）在相同的風速下，輸出功率的大小與什么有關，可以抓住風葉本身尋找影響因素，即風葉的材料或風葉的面積．
故答案為：（1）提升鉤碼到A點的時間．
（2）不能，當風速過大時，發電機的輸出功率反而變小．
（3）風葉的材料（或風葉的面積、風的方向）．
點評：本題考查了學生，可以從實驗過程和實驗記錄中提取有用的信息，并可以進行分析和歸納，讓學生識記研究物理常用的方法．