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(2020湖南郴州模拟)我市风能资源丰富,现各地陆续安装了风力发电机。风力发电机的原理是利用自然风吹动发电机风叶转动,带动内部发电机组发电。某兴趣小组提出了一个问题:风力发电机的发电功率大小可能与哪些因素有关?他们针对这个问题提出如下猜想:
猜想一:风力发电机的发电功率大小可能与风速大小有关
猜想二:风力发电机的发电功率大小可能与风叶长度有关
猜想三:风力发电机的发电功率大小可能与风叶个数有关
猜想四:……
针对以上猜想一和猜想二,该兴趣小组设计了实验方案,准备了以下主要实验器材:小型风力发电机(含形状相同长度分别为10cm、15cm、20cm的风叶共三组)、电吹风、电压表、导线若干。
实验过程中,先将电压表连接在小型发电机输出电路两端,电压表示数可反映发电机的发电情况。用电吹风吹出的风模拟自然风,正对发电机风叶吹风,进行多次实验,实验数据记录如下:
实验序号 | 风叶长度/cm | 电吹风档位 | 风叶个数 | 电压表示数/v |
1 | 10 | 弱 | 3 | 0.5 |
2 | 10 | 中 | 3 | 0.8 |
3 | 10 | 强 | 3 | 1.2 |
4 | 15 | 中 | 3 | 1.3 |
5 | 20 | 中 | 3 | 1.8 |
根据以上实验回答下列问题:
(1)本实验是通过 来反映发电机发电功率大小的;
(2)比较实验序号为 (填上表中实验序号)三次实验所得数据,可验*猜想 (选填“一”或“二”),结论是:其他条件都相同时,风速越大,风力发电机的发电功率越大。
(3)比较实验序号为2、4、5三次实验所得数据,可验*猜想 (选填“一”或“二”),结论是: 。
【回答】
(1)电压表示数;
(2)1、2、3;一;
(3)二;其他条件都相同时,风叶长度越大,风力发电机的发电功率越大。
【解析】(1)由“将电压表连接在小型发电机输出电路两端,电压表示数可反映发电机的发电情况”知,本实验是通过电压表示数的变化来反映发电机发电功率大小的:示数越大,发电功率越大;
(2)从实验结论可以看出,实验探究的是发电功率大小与风速的关系,所以要保持风叶长度和风叶个数相同,改变风速,因此选择的是实验序号的1、2、3;
(3)在2、4、5三次实验过程中,电吹风档位相同,也就是风速相同,风叶个数相同,但风叶长度不同,并且发现:风叶长度越大,电压表示数越大,说明发电功率与风叶长度有关。所以结论为:其他条件都相同时,风叶长度越大,风力发电机的发电功率越大。
知识点:能源与可持续发展单元测试
题型:实验,探究题
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