Question

13．電動自行車已成為大眾化的一種交通工具，小喬對家里的電動自行車進(jìn)行了測試．他騎車在平直的路面上由靜止開始運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到6m/s時(shí)開始做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)受到的阻力為35N．已知電動機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，該電動自行車勻速行駛時(shí)的電功率是240瓦，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為87.5%，此電動機(jī)線圈的電阻為1.2歐．

Answer 1

分析 由P=UI計(jì)算電動自行車勻速行駛時(shí)的電功率；
由P=Fv計(jì)算電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率，再根據(jù)效率公式計(jì)算電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率；
先計(jì)算電動機(jī)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的功率，再由P=I²R計(jì)算電動機(jī)線圈的電阻．

解答 解：
已知電動機(jī)輸入電壓48V，輸入電流5A，所以電動自行車勻速行駛時(shí)的電功率：
P_電=UI=48V×5A=240W；
電動自行車做勻速直線運(yùn)動，阻力與電動機(jī)牽引力是一對平衡力，所以其功率：
P_機(jī)械=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=fv=35N×6m/s=210W，
所以電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)械}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{{P}_{機(jī)械}t}{{P}_{電}t}$×100%=$\frac{{P}_{機(jī)械}}{{P}_{電}}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%；
電動機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)化內(nèi)能的功率：
P_熱=P_電-P_機(jī)械=240W-210W=30W，
由P=I²R可得電動機(jī)線圈的電阻：
R=$\frac{{P}_{熱}}{{I}^{2}}$=$\frac{30W}{（5A）^{2}}$=1.2Ω．
故答案為：240；87.5；1.2．

點(diǎn)評 本題考查了電功率、功率、效率及電阻的計(jì)算，注意電動機(jī)是非純電阻電路，明確產(chǎn)生內(nèi)能的功率、機(jī)械能功率和電功率的關(guān)系以及其計(jì)算方法是關(guān)鍵．