Question

（7分）風力發(fā)電是目前可再生能源中技術(shù)比較成熟，具有規(guī)模化開發(fā)條件和商業(yè)發(fā)展前景的發(fā)電技術(shù)。小型獨立風力發(fā)電系統(tǒng)一般不并網(wǎng)發(fā)電，只能獨立使用，單臺裝機容量通常不超過10KW。它的構(gòu)成為：風力發(fā)電機+充電器+數(shù)字逆變器。風力發(fā)電機由機頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。葉片用來接受風力并通過機頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能；轉(zhuǎn)體能使機頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子是繞組切割磁感線產(chǎn)生電能。因風量不穩(wěn)定，故小型風力發(fā)電機輸出的是13－25V變化的交流電，須經(jīng)充電器整流再對蓄電池充電，使風力發(fā)電機的產(chǎn)生的電能變能化學能。最后經(jīng)逆變處理后供給用戶使用。某學習小組對一小型風力發(fā)電機進行測定風速實驗：將一銅棒與風力發(fā)電系統(tǒng)的輸出端構(gòu)成回路（注：風力發(fā)電機與銅棒直接相連，連接導線末畫出）如圖所示。銅棒ab長為0.5m，質(zhì)量0.2Kg，兩端用輕銅線相連。整個裝置處在豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度B=2T. 當有風速4m/s吹向風葉，銅棒與豎直方向成37°角且偏向紙內(nèi)的位置時，銅棒處于受力平衡狀態(tài)。

（1）此時銅棒中通過的電流大小與方向。

（2）如風力發(fā)電機能把風能的30%轉(zhuǎn)化為發(fā)電機的機械能，發(fā)電系統(tǒng)的效率為50%（其他能量損失一概不計），已知此小型風力發(fā)電系統(tǒng)輸出電壓恒定為24V，問當銅棒與豎直方向成53°角平衡時風速為多少m/s?（g取10m/s²，ρ_空氣=1.29Kg/m³,sin37⁰=0.6,cos37⁰=0.8 ）

 

 

 

 

 

 

 

 

Answer 1

【答案】

（1）1.5A  b指向a   （2）

【解析】(1)  根據(jù)左手定則:電流方向為  b指向a  （1分）

BIL=mgtanθ（1分）

I=mgtanθ/BL==1.5 (A)  （1分）

(2)

 

      （3分）

    （1分）