(1)空气流动形成了风,小明分析:一定质量的空气,风速越,空气的机械能越大,通过风力发电机可转化的电能越多。
(2)为了验证猜想,小明利用如图乙所示的装置进行探究。实验时,将实验装置放在水平工作台上,风机出风口正对发电机扇叶吹风,扇叶转动带动发电机工作。在风力发电机外部接入定值电阻、电压表和电流表,通过测量电阻两端电压和电路中电流的大小,可反映出发电机的发电功率大小。控制风机出风口风速一定,保持风机与发电机扇叶之间的不变,分别改变发电机的扇叶数量、扇叶形状、扇叶与风向的夹角θ,观察各种情况下工作电路中电压表、电流表示数并记录在下表中。
扇叶与风向的夹角θ | 三片 | 四片 | ||||||
4cm直扇叶 | 4cm弧形扇叶 | 4cm直扇叶 | 4cm弧形扇叶 | |||||
电压 | 电流 | 电压 | 电流 | 电压 | 电流 | 电压 | 电流 | |
15° | 0 | 0 | 0.6 | 0.06 | 0 | 0 | 1.0 | 0.10 |
30° | 0 | 0 | 1.1 | 0.12 | 0.4 | 0.04 | 1.5 | 0.16 |
45° | 1.3 | 0.14 | 2.0 | 0.20 | 1.5 | 0.16 | 2.2 | 0.22 |
60° | 1.0 | 0.10 | 1.2 | 0.13 | 1.3 | 0.12 | 1.6 | 0.16 |
75° | 0 | 0 | 0.7 | 0.07 | 0.8 | 0.08 | 1.2 | 0.12 |
分析表中的实验数据可知:
①当风速、扇叶与风向的夹角、一定时,(选填“三”或“四”)片扇叶的风力发电机发电功率较大。
②风力发电机的发电功率与扇叶的形状(选填“有关”或“无关”)。
③其他条件相同时,当扇叶与风向的夹角越大,风力发电机的发电功率如何变化:。
(3)小明查阅资料了解到,在实际应用中,大型风力发电机的扇叶长达40m以上,由此他分析,风力一定时,可利用空间区域越大,蕴含的风能越多,因此风力发电机的发电功率还可能与有关。