Question

17．如圖所示是某型號(hào)的電動(dòng)巡邏車，由50V的蓄電池對(duì)車上額定電壓為50V的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力，已知該電動(dòng)巡邏車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為人和車總重的0.03倍，某次巡邏時(shí)人和車總質(zhì)量為1t．輪胎與地面總接觸面積為2000cm²，在水平路面上以12km/h的速度勻速行駛了20min．（g取10N/kg）求：
（1）巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）行駛20min內(nèi)，索引力所做的功；
（3）若電動(dòng)機(jī)把80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功，則此次巡邏通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為多少A？

Answer 1

分析 （1）巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力，利用G=mg求出重力，再利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強(qiáng)；
（2）已知該電動(dòng)巡邏車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為人和車總重的0.03倍，利用二力平衡可求牽引力大小，然后利用速度公式求出行駛的距離，再利用W=Fs求解索引力所做的功；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$求出電動(dòng)機(jī)消耗的總電能，然后I=$\frac{U}{R}$、P=UI和P=$\frac{W}{t}$可求得通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流．

解答 解：（1）S=2000cm³=0.2m²，
巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力：F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×10⁴N，
巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{0.2{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（2）因?yàn)樾∑�車在平直的路面上勻速前進(jìn)，所以牽引力F=f=0.03G=0.03×1×10⁴N=300N，
t=20min=$\frac{1}{3}$h，由v=$\frac{s}{t}$可得，小汽車行駛的距離：
s=vt=12km/h×$\frac{1}{3}$h=4km=4000m，
牽引力做的功：
W=Fs=300N×4000m=1.2×10⁶J；
（3）由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$可得，
W_電=$\frac{W}{η}$=$\frac{1.2×1{0}^{6}J}{80%}$=1.5×10⁶J，
由I=$\frac{U}{R}$、P=UI和P=$\frac{W}{t}$可得，
I=$\frac{{W}_{電}}{Ut}$=$\frac{1.5×1{0}^{6}J}{50V}$×20×60s=25A．
答：（1）巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為5×10⁴Pa；
（2）牽引力所做的功為1.2×10⁶J；
（3）若電動(dòng)機(jī)把80%的電能用來(lái)牽引巡邏車克服阻力做功，則此次巡邏通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為25A．

點(diǎn)評(píng) 此題考查重力、壓強(qiáng)和功的計(jì)算，同時(shí)考查效率公式、歐姆定律、功率公式的應(yīng)用，解答此題的關(guān)鍵：一是公式的熟練運(yùn)用；二是知道巡邏車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于重力；三是利用二力平衡可求牽引力大�。�