Question

14．閱讀短文，回答問(wèn)題．
電動(dòng)自行車因?yàn)榫哂休p便、快捷和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)備受大家喜愛(ài)．通常說(shuō)的電動(dòng)車是以蓄電池作為能量來(lái)源，電動(dòng)機(jī)為核心部件，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)電流大小來(lái)改變速度的交通工具．世界上第一輛電動(dòng)車誕生于1834年，時(shí)至今日，電動(dòng)自行車已發(fā)生了巨大變化．下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車（如圖甲）的相關(guān)數(shù)據(jù)．

質(zhì)量m/kg	40
行駛過(guò)程中輪胎與地面接觸的總面積S/m2	8×10-3
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率η	75%
工作電壓U/V	48
規(guī)定行駛速度v/ms-1	≤10

（1）如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，能反映電動(dòng)機(jī)工作原理的是D．

（2）電動(dòng)車中改變車速的控制器相當(dāng)于是實(shí)驗(yàn)室中的滑動(dòng)變阻器（填物理實(shí)驗(yàn)器材名稱），它和電動(dòng)機(jī)應(yīng)該串聯(lián)（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）在一起使用．
（3）小明騎該電動(dòng)車以最大規(guī)定速度在水平路面勻速行駛．已知小明的質(zhì)量是50kg，且該電動(dòng)自行車行駛過(guò)程中所受到的摩擦力f隨車輛和人的總質(zhì)量M的變化關(guān)系圖象如圖乙所示．則該過(guò)程中所受到的摩擦力為22.5N；克服摩擦力做功的功率為225W，通過(guò)電動(dòng)自行車的平均電流為6.25A．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)的原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，據(jù)此對(duì)選項(xiàng)中的裝置進(jìn)行判斷；
（2）控制電路中的電流可控制電動(dòng)車的行駛速度，這一目的可通過(guò)滑動(dòng)變阻器改變電阻來(lái)達(dá)到，變阻器應(yīng)串聯(lián)在電路中；
（3）根據(jù)圖象讀出摩擦力隨壓力隨質(zhì)量變化的規(guī)律，可進(jìn)一步判斷當(dāng)小明騎行時(shí)，摩擦力的大��；再根據(jù)公式P=Fv可計(jì)算功率的大�。�
根據(jù)其機(jī)械功率和效率可求出其消耗電能的功率，并根據(jù)電壓的大小，用公式P=UI的變形計(jì)算出電路中的電流．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)的原理是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力，圖A是電磁感應(yīng)實(shí)驗(yàn)，圖B是奧斯特實(shí)驗(yàn)，圖C是探究電磁鐵的磁性，圖D是通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的實(shí)驗(yàn)，故只有D能反映電動(dòng)機(jī)工作原理；
（2）電路中的電流大小可通過(guò)滑動(dòng)變阻器來(lái)改變，電流變化了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度就會(huì)改變，因此，電動(dòng)車中改變車速的控制器相當(dāng)于是實(shí)驗(yàn)室中的滑動(dòng)變阻器．在連接時(shí)，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)在電路中．
（3）電動(dòng)車與小明的總質(zhì)量m=50kg+40kg=90kg，
讀圖乙取一組數(shù)據(jù)可計(jì)算小明騎電動(dòng)車時(shí)的摩擦力f=90kg×$\frac{20N}{80kg}$=22.5N；
勻速行駛時(shí)摩擦力f等于動(dòng)力F，
克服摩擦力做功的功率：P=Fv=fv=22.5N×10m/s=225W；
其消耗電能的功率P′=$\frac{P}{η}$=$\frac{225W}{75%}$=300W，
由公式P=UI得通過(guò)電動(dòng)自行車的平均電流：
I=$\frac{P′}{U}$=$\frac{300W}{48V}$=6.25A．
故答案為：（1）D；
（2）滑動(dòng)變阻器；串聯(lián)；
（3）22.5；225；6.25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了與電動(dòng)車相關(guān)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，難點(diǎn)是對(duì)電動(dòng)車功率、摩擦力、電流等的計(jì)算，要搞清題意，熟練運(yùn)用相關(guān)公式進(jìn)行解答．