Question

電動(dòng)自行車已是我們生活中必不可少的交通工具（如圖所示）．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池給車上的電動(dòng)機(jī)供電，為車提供動(dòng)力．下表是某種型號(hào)電動(dòng)自行車主要的技術(shù)參數(shù)．問：

整車	質(zhì)量	35kg
	最高車速	30km/h
	輪胎限壓	2×105Pa
	最大噪聲	62dB
蓄電池	36V/10Ah
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	36V
	額定功率	240W
	電動(dòng)機(jī)效率	80%

（1）該電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流是多大？（結(jié)果保留兩位小數(shù)）
（2）行駛過程中每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.005m²，某中學(xué)生騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛，試計(jì)算地面受到的壓強(qiáng)是多大？（g取10N/kg，中學(xué)生體重取50kg）
（3）從環(huán)保的角度考慮，與摩托車相比，電動(dòng)自行車有什么優(yōu)點(diǎn)？（列舉兩條）

Answer 1

分析：（1）已知電動(dòng)自行車的額定電壓和額定功率，則可直接根據(jù)電功率公式的變形式I=

P

U

算出電動(dòng)自行車行駛時(shí)的工作電流；
（2）要求電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)，根據(jù)壓強(qiáng)公式P=

F

S

可知，需要先算出電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力和與地面的接觸面積．電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力等于電動(dòng)自行車的重力與中學(xué)生的重力之和，重力可根據(jù)公式G=mg求出；電動(dòng)自行車行駛時(shí)是兩只輪胎著地的，所以電動(dòng)自行車與地面的接觸面積是2×0.005m²；
（3）摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，消耗汽油會(huì)排出大量的廢氣，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化效率不高；而電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，從表格中的數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)的效率很高．

解答：解：（1）根據(jù)P=UI得：I=

P

U

電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流：I=

P

U

=

240W

36V

≈6.67A．
（2）由題意可知，電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓力等于電動(dòng)自行車的重力與中學(xué)生的重力之和，
所以電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力為：F=G_總=（m_車+m_人）g=（50kg+35kg）10N/kg=850N，
電動(dòng)自行車行駛時(shí)與地面的接觸面積：S=2×0.005m²=0.01m²，
則電動(dòng)自行車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：P=

F

S

=

850N

0.01m2

=8.5×10⁴Pa．
（3）摩托車使用的是汽油機(jī)，它工作時(shí)要消耗汽油，而汽油在燃燒時(shí)并不能完全的燃燒，且汽油機(jī)工作時(shí)會(huì)排出大量的廢氣，廢氣帶走相當(dāng)多的熱量白拜浪費(fèi)掉了，所以汽油機(jī)的效率不是很高，約為40%；
而電動(dòng)自行車使用的是電動(dòng)機(jī)，它工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，且由于電動(dòng)機(jī)的效率比較高為80%，所以電動(dòng)機(jī)更節(jié)能一些，當(dāng)然還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是沒有噪音．
答：（1）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流是6.67A．
（2）地面受到的壓強(qiáng)是8.5×10⁴Pa．
（3）電動(dòng)自行車的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能、無尾氣、無噪音．

點(diǎn)評(píng)：本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動(dòng)自行車，考查了電功率與電壓、電流的關(guān)系，重力的計(jì)算，壓強(qiáng)的計(jì)算，熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)的效率，是一道好題，難易適中．