某大學利用電動巴土提供從學校到火車站的送站服務,兩地相距10km,行駛中巴士所受阻力恆為1.2×103N.設巴...
問題詳情:
某大學利用電動巴土提供從學校到火車站的送站服務,兩地相距10km,行駛中巴士所受阻力恆為1.2×103N.設巴土的電機將電能轉化為機械能的效率為80%,牽引力F與車速倒數的關係如圖.
(1)巴士輪胎表面的花紋是為了________摩擦;輪胎與地面接觸的總面積為0.2m2,搭載20名大學生後,巴士對地面的壓強約增大________Pa.
(2)由影象可知,巴士的速度越大牽引力越________;當牽引力為2.4×103N時,巴士的速度為________m/s.
(3)提供動力的電池電壓為500V,總容量為120Ah.行駛過程中電池的放電量不能超過總量的80%.則巴士充滿一次電最多能來回跑_________趟.
【回答】
(1). 增大 (2). 6×104 (3). 小 (4). 5 (5). 5
【解析】
【詳解】(1)巴士輪胎表面的花紋是為了在壓力一定時,利用增加接觸面的粗糙程度來增大摩擦力;
根據常識知道,大學生的重力約為600N,若搭載20名大學生後,則對地面的壓力增加約是:△F=nG=20×600N=12000N;又因為輪胎與地面接觸的總面積是:S=0.2m2,所以巴士對地面增大的壓強是:△p=△F/S=12000N/0.2m2=6×104 Pa;
(2)由圖象知道,牽引力與速度的倒數成正比,即牽引力與速度成反比,所以牽引力越大,速度越小;
由圖象知道,當牽引力是:F1=1.2×103 N時,速度的倒數是:,所以當牽引力是:F=2.4×103 N時,速度的倒數為0.2,故巴士的速度是:v=1/0.2m/s=5m/s;
(3)由於提供動力的電池電壓是500V,總容量是120Ah,所以儲存的總電能是:W=UIt=500V×120A×3600s=2.16×108 J,
由於行駛過程中電池的放電量不能超過總量的80%。則實際能消耗的電能是:
W′=W×80%=2.16×108 J×80%=1.728×108 J;
由於巴士的電機將電能轉化為機械能的效率是80%,所以能獲得的機械能(即有用能量)是:W有=ηW′=80%×1.728×108 J=1.3824×108 J;
所以,總共能行駛的距離是:s總=W有/F=1.3824×108J/1.2×103N=1.152×105 m=115.2km;
即巴士充滿一次電最多能來回跑的趟數是:n=s總/2s=115.2km/20km=5.76≈5趟。
知識點:電功率單元測試
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