Question

（2013?和平區(qū)一模）隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，小汽車越來(lái)越多地走進(jìn)了我市普通家庭．
（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)，從能源可否再生角度來(lái)看，汽油是

不可再生

能源；發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，

做功

沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）汽車啟動(dòng)時(shí)，需將鑰匙插入鑰匙孔內(nèi)并旋轉(zhuǎn)（相當(dāng)于閉合開關(guān)），請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線將轎車的啟動(dòng)原理圖連接完整．（?是接線柱）
（3）小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說(shuō)車的性能時(shí)，總是說(shuō)“2.0L的排量”，卻很少說(shuō)“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點(diǎn)移動(dòng)到下止點(diǎn)所通過(guò)的空間容積稱為汽缸排量．如果發(fā)動(dòng)機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動(dòng)機(jī)排量．
若四缸發(fā)動(dòng)機(jī)排量為V_排L做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)為P₀p_a，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n r/min時(shí)，請(qǐng)你推導(dǎo)出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率P與其排量V_排的關(guān)系．推導(dǎo)過(guò)程中需要的物理量請(qǐng)?zhí)崆霸O(shè)定，按需要寫出必要的文字說(shuō)明．

Answer 1

分析：（1）汽油、煤、天然氣等不能在短時(shí)間內(nèi)生成，是不可再生能源；
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）由題意可知，鑰匙孔相當(dāng)于控制電路的開關(guān)，所以應(yīng)將其與電磁鐵、電源連接在一起；連接電源時(shí)要注意，電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，所以只需要選擇一塊電池進(jìn)行連接即可；
（3）先設(shè)出做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)和發(fā)動(dòng)機(jī)排量，根據(jù)F=PS求出做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力，根據(jù)W=Fs求出每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功，再根據(jù)P=

W

t

得出發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率，進(jìn)一步得出發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率與其排量的關(guān)系．

解答：解：（1）汽油、煤、天然氣等不能在短時(shí)間內(nèi)生成，是不可再生能源；
發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
故答案為：不可再生；做功；
（2）電路連接如圖，鑰匙孔與一節(jié)電池、電磁鐵組成控制電路，電動(dòng)機(jī)與總電源組成工作電路，如圖所示：

（3）設(shè)活塞的橫截面積為Sm²，活塞移動(dòng)的距離為L(zhǎng)_m
做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞的平均壓力 F=p₀S
每個(gè)做功沖程燃?xì)鈱?duì)一個(gè)活塞做的功W₀=FL=p₀SL=

p0V排×10-3

4

J
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為n時(shí)燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率
P=

W

t

=

1

2

×

n

60

-

p0V排

480

×10^-3W
即在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n、做功沖程氣缸平均壓強(qiáng)p₀大致相同時(shí)，燃?xì)鈱?duì)活塞做功的功率P與發(fā)動(dòng)機(jī)排量V_排成正比．

點(diǎn)評(píng)：此題考查了能源的種類、熱機(jī)的工作過(guò)程及能量轉(zhuǎn)化，同時(shí)考查了功率、功率的計(jì)算，還考查了電磁鐵的組成及電路的連接，綜合性較強(qiáng)，難度較大．