Question

15．電動(dòng)自行車是倍受人們青睞的一種交通工具，如圖所示．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力．下表是某型號(hào)電動(dòng)白行車主要技術(shù)參數(shù)．

求：
（1）當(dāng)一個(gè)質(zhì)量為50kg的初三學(xué)生騎著電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積約為40cm²，此時(shí)路面受到的壓強(qiáng)為多大？
（2）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流是多大？
（3）蓄電池充足電后儲(chǔ)存的能量是多少？
（4）在蓄電池充足電后為電動(dòng)機(jī)供電的過程中，當(dāng)把儲(chǔ)存能量的80%提供給電動(dòng)機(jī)后就應(yīng)進(jìn)行充電．若電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為對(duì)自行車輸出機(jī)械能的效率為75%，電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為30N，則蓄電池充一次電最多能完全依靠?jī)?chǔ)存的電能連續(xù)行駛多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析 （1）地面受到的壓力等于電動(dòng)車和人的重力之和，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求地面受到的壓強(qiáng)；
（2）知道電動(dòng)自行車的額定電壓和額定功率，利用P=UI求以額定功率行駛時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流；
（3）知道蓄電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的電荷量，利用W=UIt=UQ求蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量；
（4）由題知，“在蓄電池充足電后為電動(dòng)機(jī)供電的過程中，當(dāng)把儲(chǔ)存能量的80%提供給電動(dòng)機(jī)后就應(yīng)進(jìn)行充電”，可求每次充電可以給電動(dòng)機(jī)提供的電能；再根據(jù)“電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為對(duì)自行車輸出機(jī)械能的效率為75%”求出每次充電可以轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能，又知道阻力大小，根據(jù)公式W=FS=fs可求行駛的距離．

解答 解：
（1）學(xué)生的質(zhì)量約為50kg，人騎車時(shí)對(duì)地面的壓力為人和車的重力之和，
F=G=（m_人+m_車）g=（50kg+40kg）×10N/kg=900N，
受力面積S=40cm²=0.04m²，
則路面受到的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{0.04{m}^{2}}$=2.25×10⁴Pa；
（2）由P=UI得以額定功率行駛時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流：
I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{240W}{48V}$=5A；
（3）蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量：
W=UIt=UQ=48V×12A•h=48V×12A×3600s=2.0736×10⁶J；
（4）每次充電可以給電動(dòng)機(jī)提供的電能：
W_電=W×80%=2.0736×10⁶J×80%=1.65888×10⁶J，
每次充電可以轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能：
W_機(jī)=1.65888×10⁶J×75%=1.24416×10⁶J，
因?yàn)閃=FS=fs，
左移最遠(yuǎn)行駛的距離：
s=$\frac{{W}_{機(jī)}}{f}$=$\frac{1.24416×1{0}^{6}J}{30N}$=41472m．
答：（1）地面受到的壓強(qiáng)是2.5×10⁴Pa；
（2）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)通過電動(dòng)機(jī)線圈的電流是5A；
（3）蓄電池充足電可儲(chǔ)存的能量是2.0736×10⁶J；
（4）蓄電池充一次電最多能完全依靠?jī)?chǔ)存的電能連續(xù)行駛41472m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)重力公式、壓強(qiáng)公式、電功率公式、電功公式的掌握和運(yùn)用，靈活運(yùn)用所學(xué)公式及其變形公式是關(guān)鍵，要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．