Question

某電力公司開發出一種圓柱形氣球狀的發電機（如圖），懸于風力足夠大且較穩定的300m高空，中心處大的風扇隨風轉動，帶動發電機，產生的電流通過系著的電線到地面．假如氣球體積3.0×10⁵m³，最大發電功率為3000kW．（設300m高空的空氣密度為1.2㎏/m³）問：
（1）氣球在高空受到的浮力是    N；
（2）若該風力發電機每年工作6000h，則它的最大年發電量是    kW?h；
（3）風能是屬于    再生能（選填“可”或“不可”），根據發電機工作的原理推測其內部必備的組成是    、    ．

Answer 1

【答案】分析：（1）阿基米德原理適用于氣體，知道空氣的密度、氣球的體積（排開空氣的體積），利用阿基米德原理求氣球受到的浮力；
（2）知道發電機的最大發電功率，利用P=求最大年發電量；
（3）太陽能、水能、風能等屬于可再生能源，煤、石油、天然氣屬于不可再生能源；發電機是利用電磁感應原理制成的，其主要構造：電磁體、線圈；
解答：解：（1）v_排=v_氣球=3×10⁵m³，
氣球受到的浮力：
F_浮=ρ_空氣gv_排
=1.2kg/m³×9.8N/kg×3×10⁵m³
=3.528×10⁶N；
（2）最大年發電量：
W=Pt=3000kW×6000h=1.8×10⁷kW?h；
（3）風能是屬于可再生能源，發電機主要由電磁體、線圈組成；
答：（1）氣球在高空受到的浮力為3.528×10⁶N；
（2）該風力發電機的最大年發電量是1.8×10⁷kW?h；
（3）可；電磁體；線圈．
點評：本題考查了學生對阿基米德原理、電功的計算、能源分類、發電機的原理及構造的了解與掌握，計算時注意單位統一，特別電功（發電量）的計算，利用好“P-W、W-kW?h、t-h”這一套單位．