Question

19．電動自行車是倍受人們青睞的一種交通工具（如圖所示）．它可以電動騎行，亦可以腳踏騎行．電動騎行時，蓄電池對車上電動機供電，電動機為車提供動力．下表是某型號電動自行車主要技術參數(shù)．

整  車	整車質量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	電壓	48V
	容量	12A．h
電動機	額定電壓	48V
	額定功率	240W

（1）請你仔細觀察電動自行車的構造，會發(fā)現(xiàn)很多地方用到了物理知識．請列舉一例．示例：電動自行車的車座大而扁平，可減少壓強．
答：電動自行車的車輪有凹凸不平的花紋，增大摩擦
（2）行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積為0.01m²，當你騎著該電動自行車在平直的公路上行駛時，請估算地面受到的壓強是多大？
（3）電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是多大？
（4）蓄電池一次充足電可儲存的電能是多少焦？（提示：蓄電池的額定容量，單位安時（Ah），它是供電電流多少安（A）和供電時間多少小時（h）的乘積．電池儲存電能等于供電電壓、供電電流和供電時間三者的乘積；即W=UIt，公式中各量均用國際單位．）
（5）若蓄電池儲存能量的80%用于電動自行車行駛克服阻力做功，電動自行車在平直的公路上勻速行駛時受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動行駛多遠？
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動自行車有什么優(yōu)缺點？（各舉一條）

Answer 1

分析 （1）從增大和減小摩擦的知識點去分析即可；
（2）首先估計身體的質量，然后利用G=mg求出其重力，此時重力等于其對地面的壓力，然后利用p=$\frac{F}{S}$即可求出地面受到的壓強；
（3）根據(jù)表中提供的額定電壓和額定功率的數(shù)據(jù)，利用I=$\frac{P}{U}$即可求出電動自行車以額定功率行駛時的工作電流；
（4）根據(jù)表中提供的蓄電池電壓和容量的數(shù)據(jù)，利用W=UIt即可求出蓄電池一次充足電可儲存的能量；
（5）根據(jù)電動自行車行駛克服阻力做功為W=Fs，因蓄電池儲存能量的80%用于電動自行車行駛克服阻力做功，所以2073600J×80%=FS．然后即可求出S．
（6）從節(jié)能環(huán)保的角度去分析即可．

解答 解：（1）例：電動自行車的車輪 可有凹凸不平的花紋，增大摩擦．
（2）估計身體的質量約為50kg，總重力G_總=m_總g=（50kg+40kg）×10N/kg=900N，
F=G_總=900N，
地面受到的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{0.01{m}^{2}}$=0.9×10⁵Pa．
（3）由P=UI可得，額定功率下的電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{48V}$=5A，
（4）蓄電池儲存的電能：W=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×10⁶J．
（5）因蓄電池儲存能量的80%用于電動自行車行駛克服阻力做功，
W80%=Fs，即：2.0736×10⁶J×80%=40N×s，
s=$\frac{2.0736×1{0}^{6}J×80%}{40N}$=41472m．
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動自行車的優(yōu)點是：無尾氣、噪音�。�
答：（1）電動自行車的車輪有凹凸不平的花紋，增大摩擦．
（2）地面受到的壓強是0.9×10⁵Pa．
（3）電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是5A．
（4）蓄電池一次充足電可儲存的能量是2073600J．
（5）蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動行駛41472m．
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動自行車無尾氣、噪音�。�

點評 這類綜合性題目要求有扎實的物理功底，還要有提取信息的能力，此題涉及到的知識點較多，綜合性較強，有一定的拔高難度，屬于中檔題．