Question

近幾年環(huán)保低碳風勁吹，混合動力汽車已成為車展上的“常客”．2010年3月，我國自行研制的一款混合動力汽車也在北京車展上展出．混合動力汽車啟動時，內(nèi)燃機并不工作，動力電池通過驅(qū)動電機向車輪輸送能量；當高速行駛或動力電池儲存電能過低時，內(nèi)燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，也可以同時給動力電池充電；當車輛需要全力加速時，內(nèi)燃機和動力電池還可以同時給動力電池充電；當車輛需要全力加速時，內(nèi)燃機和動力電池還可以同時向車輪輸送能量．
（1）該混合動力汽車啟動時，若驅(qū)動電機兩端的電壓為250V，通過的電流為80A，則驅(qū)動電機的電功率為多大？
（2）該混合動力汽車所用的磷酸鐵鋰動力電池可儲存的最大電能為2.88×10⁷J，若充電電壓為320V，充電電流為50A，則對動力電池充電的時間最長為多少？（充電時無能量損耗）
（3）該混合動力汽車在平直公路上以72km/h勻速行駛10min后，其內(nèi)燃機消耗了汽油1.2kg，假設汽油完全燃燒所釋放能量的一半轉(zhuǎn)化為牽引力做功和給動力電池充電，其中動力電池儲存的電能增加了7.2×10⁶J，試求汽車受到的阻力是多大？（汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg，且Q_放=qm）

Answer 1

分析：（1）已知驅(qū)動電機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI可求驅(qū)動電機的電功率．
（2）根據(jù)公式W=UIt可計算出動力電池充電的時間．
（3）先計算汽油不完全燃燒釋放的熱量，汽油用來做功的能量就等于釋放的熱量減去動力電池增加的能量，汽車克服阻力做功，根據(jù)公式W=FS，可求汽車受到的阻力F阻= 

W

S

．

解答：解：（1）P=UI=250V×80A=20000W；
答：驅(qū)動電機的電功率為20000W．
（2）W=UIt
t=

W

UI

=

2.88×107J

320V×50A

=1800s．
答：對動力電池充電的時間最長為1800s．
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×1.2kg=5.52×10⁷J
汽車牽引力做的功：W=50%Q_放-W_電=2.76×10⁷J-7.2×10⁶J=2.04×10⁷J
汽車行駛時間為：t=10min=

1

6

h
汽車行駛路程：S=vt=72km/h×

1

6

h=12km=1.2×10⁴m
汽車牽引力做功等于克服阻力做功W=F_阻S
所以阻力為：F_阻=

W

S

=

2.04×107j

1.2×104m

=1700N
答：汽車受到的阻力是1700N．

點評：本題考查消耗電功率的計算，通電時間的計算，以及汽油做功的計算和汽車所受阻力的計算．