Question

14．我國(guó)成功研發(fā)了世界上最輕、折疊速度最快的電動(dòng)自行車，下表為某電動(dòng)自行 車的部分技術(shù)參數(shù)．小歡騎電動(dòng)自行車在平直的道路上以最大車速勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方綠燈還剩10s，此時(shí)離路口尚有一段距離．他先保持最大車速勻速行駛2s，接著關(guān)閉“油門”滑行了8s，正好停在路口．請(qǐng)計(jì)算：

最大車速	36km/h
整車質(zhì)量	22kg
最大噪聲	50dB

（1）該電動(dòng)自行車勻速行駛2s通過的路程為多少？
（2）小歡體重為65kg，行駛過程中輪胎與地面的總接觸面移0.01m²，他騎在該電動(dòng)自行車上時(shí)，地面受到的壓強(qiáng)為多大？（g=10N/kg）
（3）若車上蓄電池給電動(dòng)機(jī)提供的電壓為48V，工作電流為20A，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%，電動(dòng)自行車行駛時(shí)阻力恒定，則在以最大車速勻速行駛時(shí)受到的阻力是多少？
（4）近年來電動(dòng)自行車火災(zāi)事故頻發(fā)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)：大部分電動(dòng)自行車著火都是由于自身線路發(fā)生短路導(dǎo)致電流過大造成的．

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算該電動(dòng)自行車勻速行駛2s通過的路程；
（2）地面受到的壓力等于自行車與小歡的總重力，利用G=mg求出，又知受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算地面受到的壓強(qiáng)；
（3）首先利用P=UI×75%求出電動(dòng)車提供的機(jī)械功率，然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牽}s}{t}$=F_牽v求出牽引力，再利用二力平衡的條件得到阻力大小；
（4）造成電流過大的原因有兩個(gè)：一是總功率過大；二是短路．

解答 解：（1）t=36km/h=36×$\frac{1}{3.6}$m/s=10m/s，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，該電動(dòng)自行車勻速行駛2s通過的路程：
s=vt=10m/s×2s═20m；
（2）地面受到的壓力：
F=G=（m_車+m_人）g=（22kg+65kg）×10N/kg=870N，
地面受到的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{870N}{0.01{m}^{2}}$=8.7×10⁴Pa；
（3）電動(dòng)車提供的機(jī)械功率為：
 P=UI×75%=48 V×20 A×75%=720 W，且P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牽}s}{t}$=F_牽v=720 W，
則 牽引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{720W}{10m/s}$=72N，
最大速度行駛時(shí)勻速，則f=F_牽=72N．
（4）由于導(dǎo)線絕緣皮老化龜裂，通電時(shí)發(fā)生短路，電路中的電阻幾乎為零，根據(jù)歐姆定律可知，家庭電路電壓一定，電阻很小時(shí)，會(huì)造成電流過大．因此大部分電動(dòng)自行車著火都是由于自身線路發(fā)生短路導(dǎo)致電流過大造成的．
答：（1）該電動(dòng)自行車勻速行駛2s通過的路程為20m；
（2）地面受到的壓強(qiáng)為.7×10⁴Pa；
（3）以最大車速勻速行駛時(shí)受到的阻力72N；
（4）短路．

點(diǎn)評(píng) 此題考查速度公式及其應(yīng)用、壓強(qiáng)的大小計(jì)算、能量的利用效率、功率公式的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．電流流過導(dǎo)體時(shí)都會(huì)產(chǎn)生熱量，使用家用電器時(shí)，一定注意散熱，更重要的是一定杜絕家庭電路的短路或總功率過大，防止火災(zāi)的發(fā)生．