Question

13．電動自行車以節(jié)能、環(huán)保、便捷深受人們的喜愛．以下是某品牌電動自行車的銘牌：

車型：20寸（車輪直徑：508mm）	電池規(guī)格：36V，12Ah（鉛酸蓄電池）
整車質(zhì)量：40kg	額定轉(zhuǎn)速：210r/min
一次充電貯存的能量：1.6×106J	充電時間：6～8h
電機：額定電壓36V、效率80%	最高車速：8m/s

若質(zhì)量是60kg的人騎電動自行車在水平路勻速行駛時，受到的阻力是人與車總重的0.02倍，取g=10N/kg．
（1）以5m/s的速度勻速行駛10min，求電動機對自行車做的功．
（2）通過電動機線圈的最大電流是多大？
（3）與使用摩托車比較，列舉出使用電動自行車的兩點優(yōu)點．

Answer 1

分析 （1）由題知電動自行車勻速行駛，根據(jù)二力平衡的知識知道牽引力的大小等于阻力大小，而阻力大小等于壓力的0.02倍（壓力根據(jù)F=G=mg計算），據(jù)此可求牽引力的大�。焕�用速度公式求電動車行駛的距離，利用W=Fs求電動機對自行車做的功；
（2）求出了電動機對自行車做的有用功，知道電動機的效率，利用效率公式電動機做的總功，再根據(jù)W_總=UIt求通過電動機線圈的電流；
（3）電動車的優(yōu)點，可以從節(jié)能、環(huán)保方面分析．

解答 解：
（1）因為電動車在水平的路面上勻速行駛，
所以電動車受到的牽引力：
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×（60kg+40kg）×10N/kg=20N
行駛距離：
s=vt=5m/s×10×60s=3000m，
電動機對自行車做的有用功：
W_有=Fs=20N×3000m=6×10⁴J；
（2）由主要參數(shù)表中知道，電動機的效率為80%，
因為η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$×100%，
所以W_總=$\frac{{W}_{有}}{η\;}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{80%}$=7.5×10⁴J，
又因為W_總=UIt，
所以通過電動機線圈的電流：
I=$\frac{{W}_{總}}{Ut}$=$\frac{7.5×1{0}^{4}J}{36V×10×60s}$≈3.5A；
（3）電動車最大的優(yōu)點是：利用電能，節(jié)約化石能源；同時，行駛過程無尾氣污染，無噪聲污染．
答：（1）以5m/s的速度勻速行駛10min，電動機對自行車做的功為6×10⁴J；
（2）通過電動機線圈的最大電流是3.5A；
（3）利用電能，節(jié)約化石能源；同時，行駛過程無尾氣污染，無噪聲污染．

點評 本題是一道電學和力學的綜合應用題，解決的是有關(guān)電動自行車的相關(guān)問題，有意義，能從基本參數(shù)表中得出有用信息并加以利用是本題的關(guān)鍵．