Question

19．某品牌的電動自行車進行了測試，讓電動自行車在平直的路面上由靜止開始運動，獲得速度隨時間變化的圖象如圖甲所示，牽引力隨時間變化的圖象如圖乙所示，已知勻速行駛時，電動機輸入電壓48V，輸入電流5A，由圖象可知，8～14s電動自行車受到的摩擦力為30N，勻速行駛時，電能轉化為機械能的效率為75%．

Answer 1

分析 （1）觀察速度-時間圖象，電動自行車在0～8s速度越來越快，8～14s，速度不再變化；觀察牽引力-時間圖象，在8～14s牽引力大小不變，由于電動車勻速運動，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大小；
（2）勻速行駛時，牽引力與摩擦力是一對平衡力，利用P=Fv=fv求電動自行車勻速行駛時克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{P}_{有}}{{P}_{總}}$求效率．

解答 解：
（1）由甲圖象可知，電動自行車的運動特點是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在8～14s牽引力大小F=30N；
因為在8～14s勻速運動，牽引力與摩擦力是一對平衡力，所以摩擦力f=F=30N；
（2）由甲圖象可知，電動自行車勻速行駛時速度v=6m/s，
則克服摩擦力做功的功率：
P_有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=fv=30N×6m/s=180W；
電動機輸入總功率為P_總=UI=48V×5A=240W，
所以效率：
η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{180W}{240W}$×100%=75%．
故答案為：30；75．

點評 本題以電動車為載體，考查了學生利用所學知識分析解決實際問題的能力，關鍵是明確效率η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}}$可以利用計算，體現(xiàn)了學以致用．