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物理必考如图是我国西部某地区风力发电的外景.该地区空气密度为1.3㎏

2024-01-17 08:01:04信息公告172

如图是我国西部某地区风力发电的外景.该地区空气密度为1.3㎏/m3,一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面.下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量.uQl物理好资源网(原物理ok网)

平均风速(m/s)51015202530
1s内获得的能量(×104J)4812162024
(1)对表格进行分析,你发现风车获得的能量与风速有什么定量的关系?uQl物理好资源网(原物理ok网)

(2)若此地平均风速为15m/s,1台这样的风车10min获得的风能是多少?这么多能量能否把100kg的水从初温20℃加热到100℃?(请计算分析后回答)

试题答案

解:(1)由表中数据可知,风车获得的能量随风速的增大而增大,并且成倍数的增加,所以风车获得的能量与风速成正比关系;uQl物理好资源网(原物理ok网)

(2)由表中数据可知,当平均风速为15m/s时,每秒获得的能量为12×104J,uQl物理好资源网(原物理ok网)

所以10分钟获得的风能为:W=12×104J×10×60s=7.2×107J,uQl物理好资源网(原物理ok网)

100kg的水从初温20℃加热到100℃吸收的热量:Q=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×100kg×(100℃-20℃)=3.36×107J<7.2×107J;uQl物理好资源网(原物理ok网)

所以获得的风能能把100kg的水从初温20℃加热到100℃.uQl物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)风车获得的能量与风速成正比例关系;uQl物理好资源网(原物理ok网)

(2)获得的风能是7.2×107J;能.uQl物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)分析表中数据发现,风车获得的能量随风速的增大而增大,并且成倍数的增加,据此回答;uQl物理好资源网(原物理ok网)

(2)已知风速为15m/s时,每秒获得的能量和风车工作时间,可以求出10分钟获得的风能;再根据吸热公式Q=cm△t求100kg的水从初温20℃加热到100℃吸收的热量然后与风能进行比较即可得出正确结果.uQl物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查消耗电能、产生能量、效率、热量的计算,关键是公式及其变形的灵活运用;要学会从题目所给信息中找到有用的数据,解题过程中要注意单位的换算.uQl物理好资源网(原物理ok网)