（18分）风能是一种环保型的可再生能源。据勘测，我国利用风力资源至少有2．53×10 5 MW，所以风能是很有
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发布时间：2022-05-30 01:47
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时间：2023-09-14 17:36
| （1）2．6 ×103W （2）400W （3）货箱质量不得大于80kg |
（1）1s内吹到风力发电机有效面积上空气的体积 V=Sv 1……………………………2分 这些空气所具有的动能 E k= ρVv 12………………………………………………………2分 风力发电机输出的电功率 P= ==2．6 ×103W………………………………2分 （2）设带动传送带的电动机消耗电功率最大时通过它的电流为 I ，此时电动机输出功率为 P 输出，皮带传送装置输出的机械功率为 P 机械。 则 I ==2．0A…………………………………………………2分 P 输出= P 电m－ I 2R =480W……………………………2分 根据题意可知 P 机械= P 输出=400W……………………………2分 （3）设货箱在恒力作用下做匀加速直线运动的位移为 sx，上升的高度为 hx。 根据匀加速运动公式有 sx= v 2t =0．50m， 根据几何关系解得 hx=0．20m………………1分 货箱在传送带上加速运动时，带动传送带运行的电动机需要消耗较大的电功率，所以在货箱加速过程中电动机如果不超过其允许消耗的最大功率，匀速运行过程中就不会超过其允许消耗的最大电功率。………………1分 设货箱质量为 m ，货箱被加速的过程中其机械能增加量为 E ，由于货箱与传送带的摩擦产生的热量为 Q 。 E = E p+ E k= mghx+ mv 22……………………………………1分 设货箱与传送带之间的摩擦力为 f ，对于货箱在传送带上被加速的过程，根据动能定理有 fsx-mghx= mv 22。 在货箱加速运动过程中，传送带的位移 s 带= v 2t= 1．0m，所以货箱与传送带之间的相对位移Δ s=s 带- sx= 0．50m，根据功能关系 Q=f ·Δ s 联立解得 Q= Δ s ………………………………1分 为使电动机工作过程中不超过允许的最大值，应有 E p+ E k+ Q 小于等于 P 机械t ，即 mghx+ mv 22+ Δ s ≤ P 机械t ………………………………………………1分 解得 ≤80kg，即货箱质量不得大于80kg…………………1分 |
