Question

【題目】如圖所示為我國(guó)自行研發(fā)生產(chǎn)的新能源混合動(dòng)力汽車(chē)“唐DM”。該汽車(chē)使用兩套動(dòng)力系統(tǒng)，其由一臺(tái)2.0升渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)和前后兩個(gè)電機(jī)組成，可實(shí)現(xiàn)前輪與后輪獨(dú)立動(dòng)力輸出。在混合動(dòng)力模式下，三個(gè)“引擎”同時(shí)發(fā)力，可迸發(fā)出371kW的最大功率，最高時(shí)速180km/h。該汽車(chē)攜帶一塊37.5Ah的三元鋰電池，充滿(mǎn)電后純電續(xù)航里程可達(dá)100km。在小區(qū)與行人較多的區(qū)域，汽車(chē)使用純電動(dòng)機(jī)行駛，減少噪聲與大氣污染；在公路上需要加速時(shí)，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)一起在混合動(dòng)力模式下工作；在汽車(chē)需要減速時(shí)，還可以回收動(dòng)能帶動(dòng)一臺(tái)發(fā)電機(jī)發(fā)電，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

（1）在汽車(chē)減速回收動(dòng)能發(fā)電時(shí)，發(fā)電機(jī)會(huì)把電能儲(chǔ)存在電池里，該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化是_____能轉(zhuǎn)化成_____能。

（2）該汽車(chē)為四驅(qū)車(chē)。請(qǐng)畫(huà)出該車(chē)加速時(shí)，前輪所受地面摩擦力的示意圖。

（_____）

（3）該汽車(chē)蓄電池上標(biāo)有“640V，37.5Ah”字樣。若使用3kW的充電樁來(lái)給該汽車(chē)充電，則最少需要多少小時(shí)才能充滿(mǎn)該電池________？

（4）一輛充滿(mǎn)電的該汽車(chē)在在水平公路上使用混合動(dòng)力模式勻速行駛了300km，除了電池電能全部消耗完了以外，還消耗了25kg汽油。若發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為30%，電池電能全部用來(lái)做功，則汽車(chē)行駛時(shí)平均阻力大小為多少__________？q汽油=4.5×107J/kg。

Answer 1

【答案】電 化學(xué) 8h 1.413×105N

【解析】

（1）發(fā)電機(jī)把電能以化學(xué)能的形式儲(chǔ)存在電池里，所以該過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。

（2）車(chē)在水平面上向右行駛時(shí)，車(chē)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，會(huì)給地面向左的摩擦力，由于力的作用是相互的，地面就給車(chē)輪向右的摩擦力，此力是車(chē)前進(jìn)的力，用符號(hào)f表示，如圖所示：

（3）根據(jù)W=Uit得，蓄電池儲(chǔ)存的電能：W=UIt=640V×37.5A×3600s=8.64×107J=24kWh，

由可得，使用3kW的充電樁充電，充滿(mǎn)該電池需要的時(shí)間：

；

（4）發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率為30%，由和可得，消耗了25kg汽油轉(zhuǎn)化成的有用機(jī)械能：

W有=ηmq=30%×25kg×4.5×107J/kg=3.375×108J，

電池電能全部用來(lái)做功，，則做的功為：

W總=W+W有=8.64×107J+3.375×108J=4.239×108J，

勻速行駛，阻力等于牽引力，根據(jù)W=Fs=fs得，汽車(chē)行駛時(shí)平均阻力：

。