Question

我國自行生產(chǎn)的混合動力汽車已經(jīng)服務(wù)于生活，混合動力汽車由一臺內(nèi)燃機和一臺電機組成，這臺電機既可以充當(dāng)電動機驅(qū)動汽車，又可以充當(dāng)發(fā)電機給蓄電池充電．混合動力汽車啟動時，內(nèi)燃機并不工作，蓄電池通過電機向車輪輸送能量；當(dāng)需要高速行駛或蓄電池儲存電能過低時，內(nèi)燃機啟動，向車輪輸送能量，并通過電機給蓄電池充電．（1）內(nèi)燃機工作時，是燃油燃燒時釋放出的_  __能轉(zhuǎn)化為_  __能。

（2）電機充當(dāng)發(fā)電機時，它是利用什么原理發(fā)電的（    ）

A．磁場對電流的作用； B．電流周圍存在磁場；C．電磁感應(yīng)現(xiàn)象

（3）某種型號的混合動力汽車，所用的鎳氫蓄電池組的部分參數(shù)如下表所示．

輸出電壓/V	300
額定功率/kW	30
最大容量/kW·h	30
質(zhì)量/kg	320

汽車上的電機（充當(dāng)電動機）的額定功率應(yīng)該   __（大于/等于/小于）30kW．簡單說明你判斷的理由。_  __

（4）測試人員駕駛該車在平直公路上勻速直線行駛0.5h，觀察儀表盤，發(fā)現(xiàn)這段時間內(nèi)汽車消耗燃油5kg，車速為50km/h，蓄電池組儲存的電能由最大值的80%增加到最大值．燃油的熱值為4.6×10⁷J/kg．汽車行駛時所受阻力f和車速v的關(guān)系如圖所示。

①完全燃燒燃油5kg，放出_  __ J的熱量。

②發(fā)動機的牽引力為  __，牽引力做功為  __J。

③試計算這種汽車內(nèi)燃機中燃油的能量轉(zhuǎn)化效率_  __

 

Answer 1

【答案】

（1）內(nèi) 機械 （2）C （3）小于（1分）  理由：說明蓄電池的額定功率為30kW，蓄電池在帶動電機工作的同時，還需要帶動照明燈等電器工作，所有用電器的總功率不能超過蓄電池的額定功率或蓄電池工作時總有能量損耗，能量轉(zhuǎn)換效率肯定小于1

（4）①2.3×10⁸  ②2000   5×10⁷

③蓄電池獲得的電能2.16×10⁷J     燃油的能量轉(zhuǎn)化效率30% 

【解析】

試題分析：（1）內(nèi)燃機工作時，是燃油燃燒時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；

（2）發(fā)電機的原理是電磁感應(yīng)，所以選C

（3）汽車上的電機（充當(dāng)電動機）的額定功率應(yīng)該小于蓄電池的額定功率30kW，在使用鎳氫蓄電池組時，除了轉(zhuǎn)化為機械能外，還要轉(zhuǎn)化為光能用來照明；

（4）①燃油放出的熱量：

Q_放=mq=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J，

②汽車通過的路程：

S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，

由圖象可知，車速為50km/h時，阻力是2000N，牽引力也是2000N，

牽引力做的功：

W₁=FS=2000N×25000m=5×10⁷J，

③蓄電池儲存的電能：

W=30kW?h=1.08×10⁸J；

轉(zhuǎn)化成的電能：

W₂=1.08×10⁸J×（1-80%）=2.16×10⁷J，

所以：

W_有用=W₁+W₂=5×10⁷J+2.16×10⁷J=7.16×10⁷J，

W_總=Q_放=2.3×10⁸J，

內(nèi)燃機的效率：

考點：熱量的計算、熱機的效率

點評：本題綜合考查了熱量的計算以及熱機的效率，也是一道生活中的物理題，有其實用價值．對公式的把握和運用是基礎(chǔ)，只要讀好題，總體來說本題難度不大．在計算內(nèi)燃機的效率時，要注意不要忘記轉(zhuǎn)化成的電能的能量．