Question

17．電動自行車（如圖所示）已是生活中最重要的交通工具之一．如表是某種型號電動自行車主要的技術(shù)參數(shù)．一個體重為700N的人騎著電動車在水平路面勻速行駛，已知電動自行車受到的阻力是人與車總重的0.02倍，在額定功率下行駛了5min，通過了2.4km距離．

整  車	重    量	300N
電動機(jī)	額定電壓	36V
	額定功率	200W

（1）求電動車的牽引力及正常工作的額定電流．
（2）求牽引力所做的功及電動車的效率．
（3）從環(huán)保的角度考慮，與摩托車相比，電動自行車有什么優(yōu)點(diǎn)？（列舉1條）

Answer 1

分析 （1）①已知車重和體重可以得到總重，已知阻力與總重的關(guān)系，可以得到阻力，由于電動車勻速行駛，所以牽引力等于阻力；
②已知電動自行車的額定電壓和額定功率，則可直接根據(jù)電功率公式的變形式I=$\frac{P}{U}$算出電動自行車行駛時的工作電流；
（2）①已知牽引力和電動車行駛的路程，利用公式W=Fs得到牽引力做的功；
②已知電動車的額定功率和行駛時間，利用公式W=Pt得到消耗的電能；牽引力做的功與電動車消耗的電能之比為電動車的效率；
（3）摩托車的發(fā)動機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，消耗汽油會排出大量的廢氣；而電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為動能，不會產(chǎn)生廢氣．

解答 解：
（1）①電動車的牽引力F=f=0.02（G_車+G_人）=0.02×（300N+700N）=20N；
②根據(jù)P=UI可得，
電動自行車以額定功率行駛時的工作電流：I=$\frac{{P}_{額}}{{U}_{額}}$=$\frac{200W}{36V}$≈5.56A．
（2）牽引力做的功為W_動=Fs=20N×2400m=48000J；
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，
消耗的電能為W=Pt=200W×5×60s=60000J
電動車的效率為η=$\frac{{W}_{動}}{W}$=$\frac{48000J}{60000J}$×100%=80%；
（3）摩托車使用的是汽油機(jī)，它工作時要消耗汽油，而汽油在燃燒時并不能完全的燃燒，且汽油機(jī)工作時會排出大量的廢氣；
而電動自行車使用的是電動機(jī)，它工作時將電能轉(zhuǎn)化為動能，不會產(chǎn)生廢氣，當(dāng)然還有一個優(yōu)點(diǎn)，就是沒有噪音．
答：
（1）電動車的牽引力為20N；
電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是5.56A．
（2）牽引力做的功為48000J；電動車的效率為80%．
（3）電動自行車的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能、無尾氣、無噪音．

點(diǎn)評 本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動自行車，考查了電功率與電壓、電流的關(guān)系，電功率的計算，功的計算，熱機(jī)、電動機(jī)的效率，是一道好題，難易適中．