Question

平安重慶，重慶人共享的幸福家園．如圖所示是重慶警察使用的某型號(hào)的電動(dòng)巡邏車，其主要技術(shù)參數(shù)如表所示．已知該電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍，電動(dòng)機(jī)能把80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功．總質(zhì)量為120kg的兩名巡警乘坐該車，在水平路面上以額定功率勻速行駛10min．求：

整車裝備總質(zhì)量	680 kg
電動(dòng)機(jī)額定功率	1.2 kW
電動(dòng)機(jī)額定工作電壓	48 V
蓄電池容量	100 A?h
蓄電池充放電電壓	48 V
最高時(shí)速	30 km/h

（1）電動(dòng)機(jī)以額定功率行駛工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流是多大？
（2）若行駛中電動(dòng)車輪胎與地面的總接觸面積為0.08m²，則人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，巡邏車通過(guò)了多少路程？
（4）表中“100A?h”表示蓄電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的電荷量，相當(dāng)于“It”的值，則蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量是多少J？

Answer 1

解：（1）電動(dòng)機(jī)以額定功率1.2kW行駛工作時(shí)，根據(jù)P=UI可得通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流：
I===25A；
（2）人和車對(duì)地面的壓力：
F=G_總=m_總g=（680kg+120kg）×10N/kg=8000N，
人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p===1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，電動(dòng)機(jī)消耗的電能：
W=Pt=1.2×10³W×10×60s=7.2×10⁵J，
∵電動(dòng)機(jī)能把80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功，
∴巡邏車克服阻力做功：
W_f=Wη=7.2×10⁵J×80%=5.76×10⁵J，
∵電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍，
∴巡邏車受到的阻力：
f=0.04G_總=0.04×8000N=320N，
∵W=Fs=fs，
∴巡邏車通過(guò)的路程：
s===1800m；
（4）蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量：
W=UIt=UQ=48V×100A?h=48V×100A×3600s=1.728×10⁷J．
答：（1）電動(dòng)機(jī)以額定功率行駛工作時(shí)通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流是25A；
（2）人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)是1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，巡邏車通過(guò)了1800m的路程；
（4）蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量是1.728×10⁷J．
分析：（1）由表可知電動(dòng)機(jī)的額定功率，根據(jù)P=UI求出通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流；
（2）人和車對(duì)地面的壓力等于兩者重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出人和車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）知道電動(dòng)機(jī)的額定功率和工作時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，根據(jù)電動(dòng)機(jī)能把80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功，根據(jù)電動(dòng)巡邏車在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力為人車總重的0.04倍求出阻力，利用W=Fs求出巡邏車通過(guò)的路程；
（4）知道蓄電池充滿電時(shí)儲(chǔ)存的電荷量，利用W=UIt=UQ求蓄電池充足一次電可儲(chǔ)存的能量．
點(diǎn)評(píng)：電動(dòng)車是生活中重要的交通工具，通過(guò)電動(dòng)車把電功率公式、壓強(qiáng)公式、重力公式、電功公式、機(jī)械效率、做功公式等聯(lián)系起來(lái)，綜合性很強(qiáng)，有一定的難度．