B．风速过大，机组不会产生电能 C．风速越大，机组产生的电功率一定越大 D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变 （5）下表给出了在不同风速下某风机获得的能量：
平均风速（m/s） 1s内获得的能量（×104J） 5 1 10 8 15 27 20 64 ①对表格进行分析，你发现该风机1s内获得的能量与风速的定量关系是 风机获得的能量与风速的三次方成正比 （用文字叙述）；
②当风速为5m/s时，这台风机工作1s所产生的电能可供1只“220V 100W”电灯正常工作10s，求风机发电的效率．
【考点】流体压强与流速的关系；电磁感应；电功率；能源的分类． 【分析】（1）风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．
（2）①风机叶片材料质量轻减小阻力易于转动，强度高防止变形，耐磨损增加使用寿命，密度小可以减小质量，硬度大增加使用寿命．
②叶片上面弧形，下面平面，风经过叶片时，分析叶片上下空气流速，根据流速越大压强越小，分析压强大小，分析受力情况．
（3）风力发电是把机械能转化为电能，应用电磁感应原理．
（4）由图象丙进行分析，风速比较小时和风速比较大时，不会产生风能，在一定范围内电功率随风速增大而增大，在一定范围内，风速增大，电功率不变．
（5）①由表格数据分析，风能随风速的增大而增大，并且有定量关系，把定量关系确定下来．
②知道灯泡的额定功率和工作时间，求出有用功，知道总功，根据机械效率公式求出机械效率．
【解答】解：（1）风能可以在自然界中源源不断的得到，风能是取之不尽用之不竭的能源，所以风能是可再生资源．
（2）①风机叶片材料质量轻、强度大、耐磨损、密度小、硬度大，可以减小阻力，延长使用寿命，便于安装等．
②由乙图知，叶片的上面是突出的弧形，下面是平面，空气流过时，上面空气流速大于下面空气流速，上面压强小于下面压强，叶片受到向上的力．
（3）风叶产生的动力通过传动系统传递给发电机发电，把风的机械能转化为电能，这是电
磁感应现象． （4）由丙图知，
A．在风很小和很大时，不能产生电能．选项错误，不符合题意． B．风速过大，机组不会产生电能．选项正确，符合题意．
C．在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率越大；在一定范围内，风速越大，机组产生的电功率不变；选项错误，不符合题意．
D．风速在一定范围内，机组产生的电功率可能不变．选项正确，符合题意．
（5）①由表格数据知，风速增大为原来的2倍，风能增大为原来的23倍，风速增大为原来的n倍，风能增大为原来的n3倍?，所以风机获得的能量与风速的三次方成正比． ②P=，
所以W有=Pt=100W×10s=1000J， η=
×100%=
×100%=10%．
故答案为：（1）可再生；（2）大；上；（3）电磁感应；4）B、D；（5）①风机获得的能量与风速的三次方成正比；②10%．
6．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kW?h．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/m，一台风车的轮叶转动时按有效扫风面积为100m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kW?h？相当于完全燃烧多少kg的煤？（煤的热值为3×10J/kg）
（3）从机房监视屏上，可以发现什么规律？
7
3
2
【考点】电功的计算；热量的计算；燃料的热值．
【分析】（1）已知风速和时间以及有效扫风面积，利用公式V=Sh=Svt可求空气的体积；再利用公式m=ρV求出空气的质量；
（2）已知发电功率和工作时间，根据公式W=Pt可求输出的电能；再利用公式Q=qm求出完全燃烧煤的质量；
（3）从机房监视屏上，可以发现当风速为6.88m/s时，功率为398kw；风速为6.33m/s时，功率为375kw；风速为2.83m/s时，功率为8kw；从一上可以得出结论． 【解答】解：（1）空气的体积V=Sh=SV风t=100m×4m/s×60s=24000m； 空气的质量m=ρV=1.3kg/m3×24000m3=3.12×104kg；
答：1min内有3.12×10kg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W=Pt=135kw×1h=135kw?h=4.86×108J； 相当于燃烧煤的质量m煤==
=16.2kg；
4
2
3
答：这台风车工作1h输出的电能是135kW?h；相当于完全燃烧16.2kg煤放出的热量； （3）从机房监视屏上，可以发现：风机的发电功率与风速有关；风速越大，发电功率越大．
7．阅读短文，回答问题． 力传感器在电子秤中的应用
电子秤所使用的测力装置是力传感器．
常见的一种力传感器由弹簧钢和应变片组成，其结构示意图如图甲所示．弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片．若在弹簧钢的自由端施加向下的作用力F，则弹簧钢发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩．力越大，弹簧钢的弯曲程度越大． 应变片结构如图乙所示，其中金属电阻丝的阻值对长度变化很敏感．给上、下金属电阻丝提
供相等且大小不变的电流，上应变片两引线间电压为U1，下应变片两引线间电压为U2，传感器把这两个电压的差值U（U=U1﹣U2）输出，用来反映力F的大小．
金属电阻丝的阻值随温度会发生变化，其变化情况如图丙所示．为消除气温变化对测量精度的影响，需分别在上、下应变片金属电阻丝与引线之间串联一只合适的电阻，进行温度补偿．串联合适的电阻后，测量结果不再受温度影响．
（1）这种力传感器是将力的大小转换为 电压 （电流/电压）的装置． （2）外力F增大时，下列说法正确的是 D ． A．上、下应变片金属电阻丝电阻都增大 B．上、下应变片金属电阻丝电阻都减小
C．上应变片金属电阻丝电阻减小，下应变片金属电阻丝电阻增大 D．上应变片金属电阻丝电阻增大，下应变片金属电阻丝电阻减小 （3）传感器输出的电压U随外力F增大而 增大 ．
（4）进行温度补偿时，应给上金属电阻丝串联阻值随温度升高而 减小 的电阻，下金属电阻丝串联阻值随温度升高而 减小 的电阻．
（5）如果未进行温度补偿，自由端受到相同的力F作用，该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天 小 （大/小）． 【考点】影响电阻大小的因素．
【分析】（1）从题目所给信息中可知，传感器传输的是电压的差值，用电压的差值来反映力F的大小．
（2）外力F增大时，上应变片被拉伸，下应变片被压缩，应变片长度发生变化，可知电阻的变化．
（3）传感器输出的电压表示力F的大小，压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大．
（4）由图丙可知，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减低的电阻．
（5）冬天温度低，电阻受温度的影响比夏天小，所以电阻增加的小．
【解答】解：
（1）传感器把两个电压的差值输出，用来反映力F的大小，所以这种力传感器是将力的大小转换为电压的装置．
（2）外力F增大时，上应变片金属电阻丝长度变大，电阻变大，下应变片金属电阻丝长度变短，电阻变小．故选D．
（3）压力越大电子秤示数越大，也就是输出的电压越大，所以说传感器输出的电压U随外力F增大而增大．
（4）未进行温度补偿时，金属电阻丝的阻值随温度的增大而增大，所以串联的电阻应该是随着温度的升高而减小的电阻．
（5）冬天比夏天电阻增加的小，所以该传感器下应变片两端的电压U2冬天比夏天小． 故答案为：（1）电压；（2）D；（3）增大；（4）减小；减小；（5）小．