- 试题详情及答案解析
- （10分）风力发电是利用风能的一种方式，风力发电机可以将风能（气流的动能）转化为电能，其主要部件如图所示。已知某风力发电机风轮机旋转叶片正面迎风时的有效受风面积为S，运动的空气与受风面作用后速度变为零，风力发电机将风能转化为电能的效率和空气密度均保持不变。当风速为v且风向与风力发电机受风面垂直时，风力发电机输出的电功率为P。求
(1)在同样的风向条件下，风速为
时这台风力发电机输出的电功率。
(2)利用风能发电时由于风速、风向不稳定，会造成风力发电输出的电压和功率不稳定。请你提出一条合理性建议，解决这一问题。- 答案：（1）
；（2）若风向改变，可以调整风车的叶面朝向，使叶面与风速垂直，风力发电机更多地接受风能；风大时可以让风力发电机将多余的电能给蓄电池充电，把电能储存起来，发电机输出功率变小时用蓄电池辅助供电等。 - 试题分析：单位时间内垂直吹向旋转叶片有效受风面积的空气的质量为m=�Sv
这些空气所具有的动能为：Ek=
�Sv3
设风力发电机将风能转化为电能的效率为k，则风力发电机输出的电功率为
P=kEk= k�Sv3
当风速为时输出的电功率 
若风向改变，可以调整风车的叶面朝向，使叶面与风速垂直，风力发电机更多地接受风能；风大时可以让风力发电机将多余的电能给蓄电池充电，把电能储存起来，发电机输出功率变小时用蓄电池辅助供电等。
考点：能量守恒定律