Question

3．電動(dòng)車因?yàn)榫哂休p便、快捷等優(yōu)點(diǎn)備受大家喜愛，表是某型號(hào)電動(dòng)自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)．若騎車人的質(zhì)量是60kg，在10min內(nèi)連續(xù)行駛3km，根據(jù)相關(guān)信息求：

質(zhì)量m/kg	40
行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積/m2	8×10-3
電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率	75%
工作電壓U/V	32
速度v/（m•s-1）	≤10
騎車人質(zhì)量60kg時(shí)的平均阻力F/N	20

（1）在行駛過程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大（g取10N/kg）．
（2）該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功．
（3）電動(dòng)車行駛10min所消耗的電能．
（4）電動(dòng)車行駛時(shí)的電流．

Answer 1

分析 （1）行駛過程中，車對(duì)地面的壓力等于車和人的重力之和，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）已知阻力的大小和行駛的路程，根據(jù)公式W=FS可求該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功；
（3）已知該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功和電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，可求電流對(duì)電動(dòng)機(jī)所做的功；
（4）根據(jù)公式W=UIt可求行駛過程中，通過電動(dòng)機(jī)的電流．

解答 解：（1）在行駛過程中，車對(duì)地面的壓力：
F=G=（m_人+m_車）g=（60kg+40kg）×10N/kg=1000N，
車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.25×10⁵Pa；
（2）該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功：
W=fS=20N×3000m=6×10⁴J；
（3）電流對(duì)電動(dòng)機(jī)所做的功：
W₁=$\frac{W}{η}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{75%}$=8×10⁴J；
（4）由W=UIt可得，通過電動(dòng)機(jī)的電流：
I=$\frac{{W}_{1}}{Ut}$=$\frac{8×1{0}^{4}J}{32V×10×60s}$≈4.2A；
答：（1）在行駛過程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.25×10⁵J；
（2）該電動(dòng)自行車在10min內(nèi)克服阻力所做的功為6×10⁴J；
（3）電動(dòng)車行駛10min所消耗的電能為8×10⁴J；
（4）電動(dòng)車行駛時(shí)的電流為4.2A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)、做功、電流等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力，還要學(xué)會(huì)從題目所給的信息中找到有用的數(shù)據(jù)．