油價在上漲,電動自行車很可愛,既經濟又健身.它可以電動騎行,亦可以腳踏騎行(如圖所示).使用前,應先對車上的蓄...
問題詳情:
油價在上漲,電動自行車很可愛,既經濟又健身.它可以電動騎行,亦可以腳踏騎行(如圖所示).使用前,應先對車上的蓄電池充電.電動騎行時,蓄電池對車上電動機供電,電動機為車提供動力.如表是某品牌電動自行車的一些主要技術引數:
最高車速 | ≤45km | |
整車質量 | 50kg | |
輪胎能承受的最大壓強 | 2×105Pa | |
蓄電池工作電壓 | 48V | |
一次充電儲存電能 | 0.9kw.h | |
電動機 | 額定電壓 | 48V |
額定功率 | 240W | |
電動機效率 | 80% |
(1)電動自行車在行駛時電動機將電能轉化為______能和少量的______能.
(2)自行車以額定功率行駛時的工作電流是多大?
(3)若該車在行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積為100cm2,那麼其所載人和物體的總質量不能超過多少kg?
(4)由表可知,電動機效率為80%,即消耗電能的80%用於電動機對外做有用功.若該電動自行車在平直的公路上勻速行駛時受到的平均阻力為45N,則蓄電池充滿一次電最多能連續行駛多遠?
【回答】
【考點】電功率與電壓、電流的關係;壓強的大小及其計算;功的計算公式的應用.
【分析】(1)電動車消耗了電能而產生了動能及有少量的發熱現象產生,故可知能量的轉化方向;
(2)根據P=UI求出自行車以額定功率行駛時的工作電流;
(3)由表格資料可知輪胎能承受的最大壓強,又知道該車在行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積,根據F=pS求出對地面的最大壓力即為所載人和物體的最大總重力,根據G=mg求出最大總質量;
(4)知道一次充電儲存的電能,根據效率公式求出電動機對外做的有用功,電動自行車在平直的公路上勻速行駛時處於平衡狀態,受到的牽引力和阻力是一對平衡力,二力大小相等,根據W=Fs求出蓄電池充滿一次電最多能連續行駛的路程.
【解答】解:(1)電動車行駛中消耗了電能,增加了物體的動能,即機械能;同時有少量的內能產生;
(2)由P=UI可得,自行車以額定功率行駛時的工作電流:
I==≈1.09A;
(3)由p=可得,由電動自行車對地面的最大壓力:
F=pS=2×105Pa×100×10﹣4m2=2000N,
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等,
所以,由G=mg可得,所載人和物體的最大總質量:
m====200kg;
(4)一次充電儲存的電能:
W電=0.9kW•h=0.9×3.6×106J=3.24×106J,
由η=×100%可得,電動機對外做的有用功:
W有=W電η=3.24×106J×80%=2.592×106J,
因電動自行車在平直的公路上勻速行駛時處於平衡狀態,受到的牽引力和阻力是一對平衡力,
所以,電動車的牽引力:
F′=f=45N,
由W=Fs可得,蓄電池充滿一次電最多能連續行駛的路程:
s===57.6×103m=57.6km.
答:(1)機械;內;
(2)自行車以額定功率行駛時的工作電流是5A;
(3)所載人和物體的總質量不能超過200kg;
(4)蓄電池充滿一次電最多能連續行駛57.6km.
知識點:各地會考
題型:計算題
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