Question

風力發電，是利用風能這一可再生清潔能源來發電．由于沒有燃料問題，也不會產生輻射和空氣污染，符合“節能減排、低碳生活”的理念．
（1）如圖是某風力發電場的外景，當風速為10m/s時，一臺風機1分鐘內可獲得的動能是2.4×10⁶J，若其中的20%轉化為電能，求這臺風機的發電功率．
（2）為了降低輸送過程中因電熱而造成的損失，在保證風力發電機組輸出功率一定時，是應該升高還是降低輸出電壓？為什么？

Answer 1

分析：（1）已知獲得的動能和轉化效率，以及工作時間，根據公式P=

W

t

可求發電功率．
（2）在輸出功率相同時，提高電壓可減小輸電線中的電流大小，以減小電能損失．

解答：解：（1）獲得的電能W_電=η×W_動=20%×2.4×10⁶J=4.8×10⁵J，
這臺風機的發電功率P=

W

t

=

4.8×106J

60s

=8000W
答：這臺風機的發電功率是8×10³W．
（2）應該升高輸送電壓．根據P=UI可知，在保證輸出功率P一定時，升高輸送電壓U，可以減小輸送電流I，根據焦耳定律Q=I²Rt可知，可以大大減小因輸電線發熱而造成的電能損失．

點評：本題考查電能、電功率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，還考查了焦耳定律在輸電線中的應用．并且應用焦耳定律分析了減少輸電損失的方法，具有實際意義．