Question

電動自行車已經(jīng)成為人們出行的主要代步工具之一．使用前，先對車上的蓄電池充電．電動自行車行駛時，蓄電池給車上的電動機供電，電動機為車提供動力．現(xiàn)有一輛電動自行車，沿著平直的道路勻速行駛，在0.5h內(nèi)，電動車行駛了9km，此過程中電動機的工作電壓為36V，工作電流為5A．車和人共重1000N，行駛時輪胎與地面的接觸面積共為80cm²．
（1）行駛過程中車對地面的壓強為多少？
（2）若車和人在行駛過程中受到的阻力為總重的0.018倍，電動機對車做了多少功？
（3）此過程中，車消耗了多少電能？電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為多少？

Answer 1

（1）行駛過程中車對地面的壓力：
F=G=1000N，
受力面積：
S=80cm²=8×10^-3m²，
對地面的壓強：
p=

F

S

=

1000N

8×10-3m2

=1.25×10⁵Pa；
（2）車和人在行駛過程中受到的阻力：
f=0.018G=0.018×1000N=18N，
∴電動車勻速行駛時，受到的阻力和電動車的牽引力是一對平衡力，
∴電動車受到的牽引力：
F=f=18N，
電動機對車做的功：
W=Fs=18N×9×10³m=1.62×10⁵J；
（3）車消耗的電能：
W_電=UIt=36V×5A×0.5×3600s=3.24×10⁵J，
電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率：
η=

W

W電

×100%=

1.62×105J

3.24×105J

×100%=50%．
答：（1）行駛過程中車對地面的壓強為1.25×10⁵Pa；
（2）電動機對車做的功為1.62×10⁵J；
（3）此過程中，車消耗的電能為3.24×10⁵J，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為50%．