Question

11．每年6月5日為世界環(huán)境日，今年我國環(huán)境日主題為“共建生態(tài)文明，共享綠色未來”．未了減少城市空氣污染，政府鼓勵(lì)市民使用電動(dòng)自行車，如圖：這種電動(dòng)自行車的技術(shù)參數(shù)如下：
（1）電動(dòng)機(jī)36V，180W．
（2）密封免維修酸鉛蓄電池（12V，12A）×3．
（3）電動(dòng)自行車以電動(dòng)騎行時(shí)，行駛100km電能消耗1.2kW•h．
請根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算回答下列問題：
（1）為使電動(dòng)機(jī)正常工作，3個(gè)蓄電池應(yīng)采用串聯(lián)連接方式（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）．
（2）電動(dòng)自行車按正常速度（15km/h）勻速行駛所受阻力為24N，則行駛100km電動(dòng)自行車克服阻力做功多少焦？該電動(dòng)自行車的機(jī)械效率為多少？（精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）串聯(lián)電池的總電壓等于各串聯(lián)的電池電壓之和．
（2）已知阻力f，行駛的路程，由功的公式可求出電動(dòng)自行車克服阻力做的功；已知總功與有用功，由效率公式可求出效率．

解答 解：
（1）電機(jī)電壓是36V，每個(gè)蓄電池電壓12V，三個(gè)蓄電池應(yīng)采用串聯(lián)方式連接．
（2）自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力F等于阻力f=24N，行駛s=100km=1×10⁵m，
克服阻力做的功W=fs=24N×1×10⁵m=2.4×10⁶J．
行駛100km電動(dòng)自行車做的總功W_總=1.2kW•h=1.2×10³W×3600s=4.32×10⁶J．
電動(dòng)自行車的機(jī)械效率：
η=$\frac{W}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{2.4×1{0}^{6}J}{4.32×1{0}^{6}J}$×100%≈55.6%．
故答案為：（1）串聯(lián)；
（2）行駛100km電動(dòng)自行車克服阻力做功2.4×10⁶J，該電動(dòng)自行車的機(jī)械效率為55.6%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道學(xué)科綜合題，考查了：電學(xué)與力學(xué)方面的知識(shí)；電動(dòng)車以其輕便、省力、操作簡單、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)受到人們的青睞，但要注意妥善處理電池，不要讓廢舊電池污染環(huán)境．