Question

【題目】混合動力汽車具有節(jié)能、低排放等優(yōu)點(diǎn)，成為汽車研究與開發(fā)領(lǐng)域的重點(diǎn)，某新型混合動力汽車啟動時，內(nèi)燃機(jī)不工作，蓄電池向車輪輸送能量，當(dāng)需要高速行駛或蓄電池電能過低時，內(nèi)燃機(jī)啟動，既可以向車輪輸送能量，又可以給蓄電池充電，車速與所受阻力的關(guān)系如圖所示。在某次測試中，蓄電池儲存的電能為5.12×l08J，由內(nèi)燃機(jī)提供能量，汽車以50km/h的速度勻速行駛了0.5h，同時蓄電池的電能增加了10%。圖甲表示這種車自動測定油箱內(nèi)油面高度的油量表(實(shí)際上是電流表改裝而成)，滑動變阻器R，金屬杠桿的右端是滑動變阻器的滑片。從油量表指針?biāo)�指的刻度，就可以知道油箱�?nèi)油面的高度，R0為定值電阻。求：

(1)圖甲中R0的作用是_________，當(dāng)油箱油面上升時，油量表的示數(shù)將變________。

(2)如果用電壓表代替電流表做油量表，圖中的乙圖已出部分電路，請在乙圖中完成電路的設(shè)計。（要求：當(dāng)油箱中的汽油用完時，油量表（電壓表）的示數(shù)為零）__________

(3)若此次測試過程中消耗12kg燃料（假設(shè)燃料完全燃燒），若所用燃料的熱值為4. 5×l07J/kg則放出的總熱量是多少____________？

(4)求內(nèi)燃機(jī)工作時的效率__________。

Answer 1

【答案】保護(hù)電路，避免短路 大 5.4×108J 28%

【解析】

（1）由電路圖可知，電路中如果沒有定值電阻R0，則當(dāng)滑動變阻器滑片P滑到下端時，電路會短路，會損壞油量表與電源，由此可見，定值電阻R0的作用是：保護(hù)電路，避免短路；當(dāng)油箱中的油面上升時，滑動變阻器接入電路的阻值會變小，根據(jù)I＝ 可知，油量表（電流表）的示數(shù)會變大；（2）如果用電壓表代替電流表做油量表，當(dāng)油箱中的汽油用完時，滑動變阻器滑片P滑到上端，接入電路的電阻為零，此時油量表（電壓表）的示數(shù)為零，可知油量表（電壓表）并在滑動變阻器兩端。如圖所示：

（3）12kg燃料完全燃燒放出的熱量：Q放＝mq＝12kg×4.5×107J/kg＝5.4×108J；（4）由v＝得汽車行駛的路程：s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，由圖象可知，汽車速度為50km/h時，所受阻力f＝4000N，由于汽車勻速行駛，汽車的牽引力：F＝f＝4000N，牽引力做功：W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J；增加的電能：W電＝5.12×108J×10%＝5.12×107J，有用能量：W有用＝W+W電＝1×108J+5.12×107J＝1.512×108J，內(nèi)燃機(jī)的效率：η＝×100%＝×100%＝28%