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下图是我市江滩风景区风力发电的情景,该地区空气密度为1.3Kg/m3,一台风车的轮叶转动时可以形成面积为1m2的圆面。下表给出了在不同风速下一台风车获得的能量,当风力强劲时这些风车提供的电能既能让节能景观灯正常发光,同时还可以将电池充满电。风力不足时,由风力发电系统和蓄电池共同给景观灯通电,为景区照明。

平均风速(m/s)
5
10
15
20
25
30
1s内获得的能量(×104J)
4
8
12
16
20
24

 
(1)若风速为10m/s,则1分钟内有多少千克的空气流冲击风车轮叶转动形成的圆面?
(2)若此地年平均风速为10m/s,10台这样的风车一年(工作时间按4000h计算)获得的风能相当于完全燃烧多少千克煤?(煤的热值为3×107J/Kg)
(3)若某时间内风力强劲,风速为15m/s,一台风车工作1小时所产生的电能供30只电能耗尽状态的“24V 10Ah”的高能蓄电池充满电,求这台风车发电的效率。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 电功与电能的计算 能量利用效率 燃料的热值及其计算
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