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113-分科測驗-物理-題組-19-20 | Arete（艾睿）
113-分科測驗-物理-題組-19-20
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風能為再生能源，可作為淨零碳排的綠色能源。風力發電機（簡稱：風機）利用風力帶動風機葉片旋轉，將風的動能經發電機組轉換成電能，其功率
P
P
P
與單位時間內空氣流向風機的氣流動能成正比。
空氣以速度
v
v
v
垂直流向風機葉片，葉片旋轉所形成的假想圓形平面其面積為
A
A
A
，如圖 8。\ (a) 在時間
Δ
t
\Delta t
Δ
t
內，密度為
ρ
\rho
ρ
的空氣流向風機的質量
為何？（以試題中所定義的參數符號表示）（2 分）
(b) 風機的功率
與風速三次方（
）成正比，說明其原因為何？（3 分）
m
m
m
P
P
P
v
3
v^3
v
3
風機所標示的「額定功率」通常為風速
12
m
/
s
12 \, m/s
12
m
/
s
時運轉的功率。近五年來臺灣平均每發
100
100
100
度電的二氧化碳排放量約為
50
k
g
50 \, kg
50
k
g
。以一座額定功率為
8
k
W
8 \, kW
8
kW
的風機來發電，若全年中有
1
3
\dfrac{1}{3}
3
1
的時間風速皆為
6
m
/
s
6 \, m/s
6
m
/
s
，另外
2
3
\dfrac{2}{3}
3
2
的時間風速皆為
9
m
/
s
9 \, m/s
9
m
/
s
，則下列敘述哪些正確？（1 年有
8760
8760
8760
小時；
1
度電
=
1
k
W
⋅
h
1 \, 度電=1 \, kW \cdot h
1
度電
=
1
kW
⋅
h
）（多選）（5 分）
A
當風速為
6
m
/
s
6 \, m/s
6
m
/
s
時，該風機功率為
12
m
/
s
12 \, m/s
12
m
/
s
風速額定功率時的
1
4
\dfrac{1}{4}
4
1
B
當風速為
9
m
/
s
9 \, m/s
9
m
/
s
時，該風機功率為
12
m
/
s
12 \, m/s
12
m
/
s
風速額定功率時的
27
64
\dfrac{27}{64}
64
27
C
若該風機全年以額定功率發電，則 1 年發電量為
70080
70080
70080
度
D
該風機 1 年實際發電量為
19710
19710
19710
度
E
在相同發電量下，該風機 1 年實際發電比臺灣近五年平均發電，約可減少
11315
k
g
11315 \, kg
11315
k
g
的二氧化碳排放量
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主題
動量與能量
功與動能
電磁學
電磁感應
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