Question

3．新能源汽車充電樁在許多城市建成投運(yùn)，若充電樁對新能源小汽車的充電功率為6.25kW，充電1h可使額定輸出功率為12kW的新能源小汽車勻速直線行駛30km，已知小汽車以額定輸出功率在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力是600N．求：
（1）該小汽車以額定輸出功率行駛時(shí)的速度；
（2）該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

Answer 1

分析 （1）小汽車勻速直線行駛時(shí)受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，又知道小汽車的輸出功率，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出該小汽車以額定輸出功率行駛時(shí)的速度；
（2）根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功，又知道消耗的電能，根據(jù)η=$\frac{{W}_{機(jī)}}{{W}_{電}}$×100%求出汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

解答 解：（1）因小汽車勻速直線行駛時(shí)受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，
所以，汽車受到的牽引力：
F=f=600N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，該小汽車以額定輸出功率行駛時(shí)的速度：
v=$\frac{P}{F}$=$\frac{12×1{0}^{3}W}{600N}$=20m/s；
（2）汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率：
η=$\frac{{W}_{機(jī)}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{Fs}{{P}_{電}t}$×100%=$\frac{600N×30×1{0}^{3}m}{6.25×1{0}^{3}W×3600s}$×100%=80%．
答：（1）該小汽車以額定輸出功率行駛時(shí)的速度為20m/s；
（2）該小汽車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%．

點(diǎn)評 本題考查了二力平衡條件和功率公式、效率公式、電功公式的綜合應(yīng)用，靈活的運(yùn)用相應(yīng)的公式及其變形式是關(guān)鍵．