化石能源越来越少，碳排放所造成的环境问题越来越受到人们的重视，开发和利用新能源已成为人们的共识。太阳能、风能、地热、潮汐等新能源的利用已成为现实。通过新能源利用考查物理知识是中考命题的亮点之一。

题1．【绍兴】小型风力发电机发出的电能首先经过蓄电池贮存起来，然后再由蓄电池向用电器供电。如图是某小型风力发电机的输出功率与风速的关系图。

（1）在风速为________米/秒时达到最大输出功率；

（2）该风力发电机的输出功率与风速之间的关系是__________________；

（3）该风力发电机固定在水平地面上时，整个装置与地面接触的面积是1米²，总质量为60千克。计算该装置对水平地面的压强多大？

（4）若该风力发电机按输出功率为500瓦发电，平均每天工作8小时，计算一年（365天）发电量是多少？

分析：本题考查图像知识、从图像（数据）总结规律的能力、压强和电能的计算等。（1）从图像得知，当输出功率最大为1000W时，对应的风速为12m/s；（2）由图像可以看出，在风速大于3m/s时，才有输出功率，风速在3－12米/秒时，风速增大，输出功率也随之增大。在风速大于12米/秒时，风速增大，输出功率反而减小。（3）装置水平放置时对水平地面的压力等于其重力，根据压强定义式即可进行压强可计算。（4）由功率和时间可以计算发电量——输出的电能。因为，一年发电量数据偏大，应用千瓦时作单位。此时，功率单位应换算为千瓦。

答案：（1）12

（2）风速在3－12米/秒时，风速越大，输出功率也越大；风速在大于12米/秒时，风速越大，输出功率越小

（3）

（4）W＝Pt＝0.5kW×365×8h＝1460kW·h

题2．【江西】21、长岭风电场系江西省已建成规模最大的风力电场，场址位于九江市庐山区海会镇，年上网电量约为6915万kwh。该风力电厂技术先进，在机房监视屏上可以看到各风电机组工作情况，如图12所示，其中CLA-08机组，显示风速为4m/s，发电功率为135kw；若该地区空气密度为1.3kg/m³，一台风车的轮叶转动时按有效扫风面积为100m²的圆面计算，则：

（1）1min内有多少kg的空气冲击这台风车轮叶转动形成的有效圆面？

（2）这台风车工作1h输出的电能是多少kwh？相当于完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3×10⁷J/kg）

（3）从机房监视屏上，可以发现什么规律？

分析：（1）要计算通过轮叶扫过的有效面积的空气质量，在已知密度的情况下，要知道通过空气的体积。根据风速可以知道1min内所通过的的空气柱长度，因有效面积已知，所以其体积可求得，从而使问题得到解决。（2）由监视屏上数据可知功率大小，进而可计算1h产生的电能。该电能相当于煤完全燃烧产生的热量，有热量和热值就可计算煤的质量。（3）显示屏上显示在不同风速下发电机的输出功率，比较归纳可得到规律。

答案：（1）1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的长度：L=vt=4m/s×60s=240m，1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的体积：V=SL=100m²×240m=24000m³，1min内通过风力发电机轮叶有效面积的空气柱的质量：m=ρV=1.3kg/m³×24000m³=3.12×10⁴Kg

（2）由监视屏数据可知，当风速为4m/s时，其输出功率为135kw，这台风车工作1h输出的电能：W=Pt=135 kW×1h=135 kWh．由题意可得：Q_放=W， Q_放=mq．所以，相当于燃煤的质量为：m= Q_放/q=W/q=135 kWh/q=135×3.6×10⁶J/3×10⁷J/kg=48.6kg

（3）从机房监视屏上数据可以看出，随着风速的增大，发电机的功率增大。