Question

摩托車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴(yán)重。許多大中城市嚴(yán)禁摩托車在市內(nèi)行駛，在這種情況下，電動(dòng)自行車具有更好的發(fā)展前景。因?yàn)殡妱?dòng)自行車可以電動(dòng)騎行，亦可以腳踏騎行。使用前，應(yīng)先對(duì)車上的蓄電池充電。電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力�，F(xiàn)有一輛電動(dòng)自行車，沿著水平筆直的道路勻速行駛，在0.5h內(nèi)，電動(dòng)行駛了9km.此時(shí)車上電動(dòng)機(jī)的工作電壓為32V,工作電流為4A.
(1)電動(dòng)自行車在電動(dòng)騎行啟動(dòng)過程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？
(2)若該車和人共重1000N,行駛時(shí)輪胎與地面的接觸面積共為8×10^-3m²，那么車對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？
(3)若車和人在行駛過程中所受阻力為20N,則這段路程內(nèi)該車克服阻力所做的功為多少？
(4)該車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(2)1.25×10⁵Pa，  (3)1.8×10⁵ J， (4)78%

電動(dòng)自行車是一種新的交通工具，它是利用蓄電池來供電，通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置；根據(jù)壓強(qiáng)公式可直接求出車對(duì)地面的壓強(qiáng)；根據(jù)功的計(jì)算公式W=Fs，可直接求出這段路程內(nèi)該車克服阻力所做的功；先求出W_總，然后根據(jù)機(jī)械效率公式η=W_有/W_總 ，可直接得出答案．
（1）電動(dòng)自行車在電動(dòng)騎行時(shí)，用蓄電池來供電，將蓄電池的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，再通過電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的；所以能量的來源是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的．
（2）由題意可知：地面的壓力F=1000N，受力面積是s=80cm²=8×10^-3m²；則：
車對(duì)地面壓強(qiáng)：P="F/s" =1000N/8×10^-3m²=1.25×10⁵Pa；
（3）W_有=fs=20N×9000m=1.8×10⁵J；
（4）W_總=UIt=32V×4A×30×60s=2.3×10⁵J，
效率：η=W_有 /W_總 ×100%=1.8×10⁵J/2.3×10⁵J ×100%="78" %．