電動自行車(簡稱電動車,其核心部分是一個電動機)以其無廢氣污染、操作方便、價格適中等優(yōu)點,倍受人們的青睞.當質(zhì)量為50kg的人駕駛著質(zhì)量為50kg的電動車,在水平的路面上以18km/h的速度正常勻速行駛時,所受到的阻力為壓力的0.03倍.則:(g=10N/kg)
(1)此時電動車受到的牽引力為多少?
(2)在正常行駛5min的時間內(nèi),電動車的牽引力做的功為多少?
(3)如果電動機的額定電壓為48V,在正常行駛的過程中,通過電動機線圈的電流為4A,那么,電動機的機械效率為多少?
【答案】
分析:(1)由題知電動自行車勻速行駛,根據(jù)二力平衡的知識知道牽引力的大小等于阻力大小,而阻力大小等于壓力的0.03倍(壓力根據(jù)F=G=mg計算),據(jù)此可求牽引力的大;
(2)利用速度公式求電動車行駛的距離,(1)中求出了牽引力的大小,利用W=Fs求牽引力做的功;
(3)知道電動機的額定電壓和正常行駛時通過電動機線圈的電流,利用P=UI求電動機的總功率,知道牽引力做的功和做功時間可求有用功率,再利用效率公式求電動機的效率.
解答:解:(1)∵電動車在水平的路面上勻速行駛,
∴電動車受到的牽引力:
F=f=0.03G=0.03mg=0.03×(50kg+50kg)×10N/kg=30N;
(2)汽車行駛速度:
v=18km/h=5m/s,
汽車運動距離:
s=vt=5m/s×5×60s=1500m,
牽引力做的功:
W=Fs=30N×1500m=4.5×10
4J;
(3)電動機的總功率:P
總=UI=48V×4A=192W,
電動機的有用功率:
P
有=
=
=150W,
電動機的機械效率:
η=
×100%=
×100%≈78.1%.
答:(1)電動車受到的牽引力為30N;
(2)電動車的牽引力做的功為4.5×10
4J;
(3)電動機的機械效率為78.1%.
點評:本題考查了功、功率、機械效率、電功率的計算方法,涉及到二力平衡知識的應(yīng)用,解決的是生活中常見的電動自行車的有關(guān)問題,屬于中考常見題型.