Question

8．近幾年環(huán)保低碳風(fēng)勁吹，混合動力汽車已成為眾車展上的“常客”．我國自行研制的一款混合動力汽車也在北京車展上展出．
（1）該混合動力汽車啟動時，若驅(qū)動電機(jī)兩端的電壓為250V，通過的電流為80A，則驅(qū)動電機(jī)的電功率為多大？
（2）該混合動力汽車所用的磷酸鐵鋰動力電池可儲存的最大電能為2.88×10⁷J，若充電電壓為320V，充電電流為50A，則對動力電池充電的時間最長為多少？（充電時無能量損耗）
（3）該混合動力汽車在平直公路上以72km/h勻速行駛10min后，其內(nèi)燃機(jī)消耗了汽油1.2kg，假設(shè)汽油完全燃燒所釋放能量的25%轉(zhuǎn)化為牽引力做功，試求汽車牽引力做的功是多少J？汽車受到的阻力是多大？（汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）已知驅(qū)動電機(jī)兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI可求驅(qū)動電機(jī)的電功率．
（2）根據(jù)公式W=UIt可計算出動力電池充電的時間．
（3）汽油燃燒轉(zhuǎn)化為牽引力做W=ηQ，其中Q=mq，W=Fs，s=vt，計算牽引力的大小，然后由平衡條件求出阻力．

解答 解：（1）電機(jī)的電功率：P=UI=250V×80A=2×10⁴W；
（2）由W=UIt動力電池充電的時間：
t=$\frac{W}{UI}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{320V×50A}$=1800s；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J，
汽車牽引力做功：W=ηQ_放=5.52×10⁷J×25%=1.38×10⁷J，
汽車行駛時間t=10min=$\frac{1}{6}$h，
汽車行駛路程：s=vt=72km/h×$\frac{1}{6}$h=12km=1.2×10⁴m，
由W=Fs可得牽引力：F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.38×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{4}m}$=1150N，
汽車做勻速直線運動，由平衡條件可知，
阻力：f=F=1150N；
答：（1）驅(qū)動電機(jī)的電功率為2×10⁴W；
（2）對動力電池充電的時間最長為1800s；
（3）汽車牽引力做的功：1.38×10⁷J，汽車受到的阻力是1150N．

點評 本題考查消耗電功率的計算，通電時間的計算，以及汽油做功的計算和汽車牽引力的計算，理解題意，熟練運用公式是關(guān)鍵．