Question

（2013?湖里區(qū)一模）在農(nóng)村，電動(dòng)自行車（如圖所示）已是生活中最重要的交通工具之一．下表是 某種型號(hào)電動(dòng)自行車主要的技術(shù)參數(shù)．一個(gè)體重為700N的人騎著電動(dòng)車在水平路面勻速行駛，已知電動(dòng)自行車受到的阻力是人與車總重的0.02倍，在額定功率下行駛了5min，通過了2.4km距離．
（1）求電動(dòng)車的牽引力及正常工作的額定電流．
（2）求牽引力所做的功及電動(dòng)車的效率．
（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1條）

整  車	重    量	300N
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	36V
	額定功率	200W

Answer 1

分析：（1）①已知車重和體重可以得到總重，已知阻力與總重的關(guān)系，可以得到阻力，由于電動(dòng)車勻速行駛，所以牽引力等于阻力；
②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）①已知牽引力和電動(dòng)車行駛的路程，利用公式W=Fs得到牽引力做的功；
②已知電動(dòng)車的額定功率和行駛時(shí)間，利用公式W=Pt得到消耗的電能；牽引力做的功與電動(dòng)車消耗的電能之比為電動(dòng)車的效率；
（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；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．

解答：已知：U_額=36V  P_額=200W  G=330N+700N=1000N  f=0.02G   s=2.4km=2400m  t=5min=300s
求：（1）F=？I=？（2）W_動(dòng)=？η=？
解：（1）①電動(dòng)車的牽引力F=f=0.02G=0.02×1000N=20N；
②∵P=UI
∴電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流：I=

P額

U額

=

200W

36V

≈5.56A．
（2）牽引力做的功為W_動(dòng)=Fs=20N×2400m=48000J；
∵P=

W

t

∴消耗的電能為W=Pt=200W×300s=60000J
電動(dòng)車的效率為η=

W動(dòng)

W

=

48000J

60000J

×100%=80%；
（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；
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，當(dāng)然還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是沒有噪音．
答：（1）電動(dòng)車的牽引力為20N；
電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流是5.56A．
（2）牽引力做的功為48000J；電動(dòng)車的效率為80%．
（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，電功率的計(jì)算，功的計(jì)算，熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)的效率，是一道好題，難易適中．