風(fēng)能是“可再生資源”.我國風(fēng)力資源豐富，利用風(fēng)力發(fā)電是一種經(jīng)濟而又清潔的能源.我國甘肅省某地，四季的平均風(fēng)速為10 m/s，已知空氣的密度為1.3 kg/m3,該地新建的小型風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)車有三個長度均為12 m長的葉片，轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12 m的一個圓面.

（1）若這個風(fēng)車能將通過此圓面內(nèi)的10%的氣流的動能轉(zhuǎn)化為電能，那么該風(fēng)車帶動發(fā)電機功率為多大？（保留兩位有效數(shù)字）

（2）為了減少風(fēng)車轉(zhuǎn)動的磨損，根據(jù)最新設(shè)計，在轉(zhuǎn)動軸與軸承的接觸部分鍍了一層納米陶瓷，一般的陶瓷每立方厘米含有1010個晶粒，而這種納米陶瓷每立方厘米含有1019個晶粒，若把每個晶粒看成球形，并假設(shè)這些晶粒是一個挨著一個緊密排列的，那么每個晶粒的直徑大約為多少納米?

解析：（1）每秒通過圓面的氣流構(gòu)成一個長為v，底面積為S=πR2的圓柱體，如圖12所示，則這部分空氣的質(zhì)量m=ρπR2v，其動能為Ek=,每秒轉(zhuǎn)化的電能即為發(fā)電機的功率,代入數(shù)據(jù)解得P=2.9×104 W.

圖12

（2）假設(shè)這種納米陶瓷的每個晶粒的直徑為d，則,代入數(shù)據(jù)解得d=5×10-9 m=5 nm.

答案：（1）2.9×104 W  （2）5 nm


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

風(fēng)能是一種環(huán)保型的可再生能源．據(jù)勘測，我國利用風(fēng)力資源至少有2.53×105MW，所以風(fēng)能是很有開發(fā)前途的能源．風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動能通過風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的過程．某風(fēng)力發(fā)電機將傘氣的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=20%，空氣密度ρ=1.3kg/m3，其有效受風(fēng)面積S=20m2．此風(fēng)力發(fā)電機輸出U=250V穩(wěn)定的直流電壓，用它給如圖11所示的皮帶傳送裝置的電動機（電動機未畫出）供電，輸電線電阻不計．已知皮帶傳送裝置的電動機的額定電壓U額=250V，允許消耗電功率的最大值P電m=500W，線圈電阻R=5.0Ω，在該電動機消耗電功率達到最大值的情況下，電動機及皮帶傳送裝置各部分由于摩擦而損耗的功率與皮帶傳送裝置輸出的機械功率之比為1：5．重力加速度g取10m/s2．
（1）求此風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速v1=10m/s時輸出的電功率；
（2）求皮帶傳送裝置的電動機消耗電功率達到最大值時，皮帶傳送裝置輸出的機械功率；
（3）已知傳送帶兩端A、B之間距離s=10m，高度差h=4.0m．現(xiàn)將一貨箱（可視為質(zhì)點）無初速地放到傳送帶上A處，經(jīng)t=1.0s后貨箱與傳送帶保持相對靜止，當(dāng)貨箱被運送至B處離開傳送帶時再將另一個相同的貨箱以相同的方式放到A處，如此反復(fù)，總保持傳送帶上有一個（也只有一個）貨箱．在運送貨箱的過程中，傳送帶的運行速度始終保持v2=1.0m/s不變．若要保證皮帶傳送裝置的電動機所消耗電功率始終不超過P電m=500W，貨箱的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：

風(fēng)能是“可再生能源”.我國風(fēng)力資源豐富，風(fēng)力發(fā)電是一種經(jīng)濟而又清潔的能源利用.我國甘肅省某地，四季的平均風(fēng)速為10 m/s，已知空氣的密度為1.3 kg/m3，該地新建的小型風(fēng)力發(fā)電機的風(fēng)車有三個長度均為12 m長的葉片，轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12 m的一個圓面.

(1)若這個風(fēng)車能將通過此圓面內(nèi)的10%的氣流的動能轉(zhuǎn)化為電能，那么該風(fēng)車帶動發(fā)電機功率為多大？(保留兩位有效數(shù)字)

(2)為了減少風(fēng)車轉(zhuǎn)動的磨損，根據(jù)最新設(shè)計，在轉(zhuǎn)動軸與軸承的接觸部分鍍了一層納米陶瓷，一般的陶瓷每立方厘米含有1010個晶粒，而這種納米陶瓷每立方厘米含有1019個晶粒.若把每個晶�？闯汕蛐�，并假設(shè)這些晶粒是一個挨著一個緊密排列的，那么每個晶粒的直徑大約為多少納米？

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科目：高中物理 來源：2010年北京市海淀區(qū)高三第二次模擬考試（理綜）物理部分 題型：計算題

（18分）

       風(fēng)能是一種環(huán)保型的可再生能源。據(jù)勘測，我國利用風(fēng)力資源至少有2．53×105MW，所以風(fēng)能是很有開發(fā)前途的能源。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動能通過風(fēng)力發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能的過程。某風(fēng)力發(fā)電機將傘氣的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率=20％，空氣密度，其有效受風(fēng)面積S=20m2。此風(fēng)力發(fā)電機輸出U=250V穩(wěn)定的直流電壓，用它給如圖11所示的皮帶傳送裝置的電動機（電動機未畫出）供電，輸電線電阻不計。已知皮帶傳送裝置的電動機的額定電壓U額=250V，允許消耗電功率的最大值P電m=500W，線圈電阻R=5．0Ω，在該電動機消耗電功率達到最大值的情況下，電動機及皮帶傳送裝置各部分由于摩擦而損耗的功率與皮帶傳送裝置輸出的機械功率之比為1：5。重力加速度g取10m／s2.

（1）求此風(fēng)力發(fā)電機在風(fēng)速=10m／s時輸出的電功率；

（2）求皮帶傳送裝置的電動機消耗電功率達到最大值時，皮帶傳送裝置輸出的機械功率；

（3）已知傳送帶兩端A、B之間距離s=10m，高度差h=4．0m。現(xiàn)將一貨箱（可視為質(zhì)點）無初速地放到傳送帶上A處，經(jīng)t=1．0s后貨箱與傳送帶保持相對靜止，當(dāng)貨箱被運送至B處離開傳送帶時再將另一個相同的貨箱以相同的方式放到A處，如此反復(fù)，總保持傳送帶上有一個（也只有一個）貨箱。，在運送貨箱的過程中，傳送帶的運行速度始終保持不變。若要保證皮帶傳送裝置的電動機所消耗電功率始終不超過P電m=500W，貨箱的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的條件。

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

凡是能提供某種形式能量的物質(zhì)，或是物質(zhì)各種各樣的運動，統(tǒng)稱為能源.下面是一組關(guān)于能源的問題，請完成下列題目：

(1)“能源分類的相關(guān)圖”如圖6-2-1所示，四組能源選項中全部符合圖中陰影部分能源的是…(    )

圖6-2-1

A.煤炭、石油、沼氣                    B.太陽能、生物能、天然氣

C.太陽能、風(fēng)能、潮汐能                D.地?zé)崮�、海洋能、核�?/p>

(2)煤、石油、天然氣和生物能作為能源的共同特點是(    )

A.可再生能源取之不盡、用之不竭        B.不可再生能源，用一點少一點

C.來自太陽輻射的能量                  D.污染環(huán)境的能源

(3)煤、石油、天然氣和生物能資源的能量形成和轉(zhuǎn)換利用過程基本上是(    )

A.太陽能輻射—化學(xué)能—熱能            B.太陽能輻射—機械能—電能

C.生物能—電能—化學(xué)能—熱能          D.太陽能輻射—機械能—化學(xué)能

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