(2011?紹興模擬)2010年5月1日,舉世矚目的上海世博會將隆重召開.借著上海世博會大力推進環(huán)保、節(jié)能、減排的東風,杭州很多市民已經(jīng)騎上電動自行車,作為自己日常出行的交通工具,摩托車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴重.許多大中城市嚴禁摩托車在市內行駛,在這種情況下,電動自行車具有更好的發(fā)展前景.因為電動自行車可以電動騎行,亦可以腳踏騎行.使用前,應先對車上的蓄電池充電.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.現(xiàn)有一輛電動自行車,沿著水平筆直的道路勻速行駛,在0.5h內,電動行駛了9km.此時車上電動機的工作電壓為32V,工作電流為4A.
(1)電動自行車在電動騎行啟動時,能量是如何轉化的?
(2)若該車和人共重1000N,行駛時輪胎與地面的接觸面積共為8×10-3m2,那么車對地面的壓強多大?
(3)若車和人在行駛過程中所受阻力為20N,則這段路程內該車克服阻力所做的功為多少?
(4)該車電能轉化為機械能的效率是多少?
分析:(1)電動自行車是一種新的交通工具,它是利用蓄電池來供電,通過電動機將電能轉化成機械能的裝置;
(2)根據(jù)壓強公式可直接求出車對地面的壓強;
(3)根據(jù)功的計算公式W=Fs,可直接求出這段路程內該車克服阻力所做的功;
(4)先求出W,然后根據(jù)機械效率公式η=
W
W
,可直接得出答案.
解答:解:(1)電動自行車在電動騎行時,用蓄電池來供電,將蓄電池的化學能轉化成電能,再通過電動機將電能轉化成機械能的;所以能量的來源是化學能轉化成電能的.
(2)由題意可知:地面的壓力F=1000N,受力面積是s=80cm2=8×10-3m2;則:
 車對地面壓強:P=
F
s
=
1000N
10-3m2
=1.25×105Pa;
(3)W=fs=20N×9000m=1.8×105J;
(4)W=UIt=32V×4A×30×60s=2.3×105J,
效率:η=
W
W
×100%=
1.8×105J
2.3×105J
×100%=78.1%.
答:(1)化學能轉化為電能,電能轉化為機械能;
(2)車對地面的壓強為1.25×105Pa;
(3)這段路程內該車克服阻力所做的功為1.8×105J;
(4)該電動車的效率是78.1%.
點評:此題綜合性很強,既考查了對壓強大小及其計算,也考查了能量轉化和利用率,還考查了功的計算.計算過程中要注意使用國際單位.
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5
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水平向左
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4
4
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