Question

電動(dòng)自行車是倍受人們青睞的一種交通工具，如圖所示．其主要結(jié)構(gòu)就是在原來(lái)的普通自行車的基礎(chǔ)上，增加了電動(dòng)機(jī)及供電、傳動(dòng)設(shè)備，它可以電動(dòng)騎行，亦可以腳踏騎行．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池為車上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力；腳踏騎行時(shí)，與普通白行車相同．下表是某型號(hào)電動(dòng)白行車主要技術(shù)參數(shù)．

整車	整車質(zhì)量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	電壓	48V
	容量	12A?h
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	48V
	額定功率	240W

（1）當(dāng)一個(gè)質(zhì)量為50kg的初三學(xué)生騎著電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積為40cm²，此時(shí)路面受到的壓強(qiáng)為多大？（g=10N/kg）
（2 ）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流是多大？
（3）在蓄電池充足電后為電動(dòng)機(jī)供電的過(guò)程中，當(dāng)把儲(chǔ)存能量的80%提供給電動(dòng)機(jī)后就應(yīng)進(jìn)行充電．若電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為對(duì)自行車輸出機(jī)械能的效率為75%，電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力為30N，則蓄電池充一次電最多能完全依靠?jī)?chǔ)存的電能連續(xù)行駛多遠(yuǎn)？

Answer 1

分析：（1）估計(jì)中學(xué)生的質(zhì)量大約為50kg，電動(dòng)自行車對(duì)地面的壓力等于中學(xué)生和電動(dòng)車的重力之和，利用G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知額定功率和額定電壓，根據(jù)I=

P

U

求出額定電流．
（3）根據(jù)電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功為W=fs，因蓄電池儲(chǔ)存能量的80%提供給電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為對(duì)自行車輸出機(jī)械能的效率為75%，用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，即W×80%×75%=fs，就可以求出電動(dòng)車行駛的路程．

解答：解：（1）學(xué)生的質(zhì)量約為50kg，人騎車時(shí)對(duì)地面的壓力為人和車的重力之和，即F=G=（m_人+m_車）g=（50kg+40kg）×10N/kg=900N，
則路面受到的壓強(qiáng)：P=

F

S

=

900N

40×10-4m2

=2.25×10⁵Pa；
（2）電動(dòng)自行車額定工作下的電流：
I=

P

U

=

240W

48V

=5A；
（3）蓄電池儲(chǔ)存的電能：W=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×10⁶J；
因?yàn)殡妱?dòng)自行車勻速行駛，所以f=F，
據(jù)題意可得：W×80%×75%=fs
s=

W×80%×75%

f

=

2.0736×106J×80%×75%

30N

=41472m．
答：（1）路面受到的壓強(qiáng)大約2.25×10⁵Pa．
（2）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流是5A．
（3）蓄電池充一次電最多能完全依靠?jī)?chǔ)存的電能連續(xù)行駛41472m．

點(diǎn)評(píng)：電動(dòng)自行車是我們生活中比較常見(jiàn)的交通工具，電動(dòng)自行車用到了很多物理知識(shí)，也是中考的一個(gè)熱點(diǎn)，需要引起我們的注意．