Question

6．一輛電動自行車的銘牌如圖所示，已知自行車以最高速勻速行駛時所受阻力為車重和人重的0.05倍，求以最高速行駛半小時電動機(jī)牽引力做的功和電動自行車的效率．（車和人的總質(zhì)量約為100kg）

電池	12V3組
一次充電耗電	1kW•h
整車質(zhì)量	40kg
最大載質(zhì)量	80kg
最高車速	5m/s
充電一次行駛里程	50km

Answer 1

分析 （1）由電動自行車勻速行駛，可知電動自行車的牽引力等于阻力，而阻力為車重和人重的0.05倍，據(jù)此得到牽引力大��；知道速度和行駛時間，利用速度公式求30min行走的路程；知道牽引力大小和行駛的路程，利用W=Fs求電動機(jī)對自行車做的有用功：
（2）根據(jù)一次充電消耗的電能和充電一次行駛里程，計算出電動自行車以最高速行駛半小時消耗的電能，此為總功，然后利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}×100%$可求得電動自行車的效率．

解答 解：
（1）因為電動自行車勻速行駛，
所以F=f=0.05G=0.05×m_總g=0.05×100kg×10N/kg=50N，
30min行走的路程：s=vt=5m/s×30×60s=9000m；
電動機(jī)對自行車做的功：W_有=Fs=50N×9000m=4.5×10⁵J；
（2）一次充電耗電1kW•h=3.6×10⁶J，充電一次行駛里程為50km，電動自行車以最高速行駛半小時消耗的電能為：W_總=$\frac{9km×3.6×1{0}^{6}J}{50km}$=6.48×10⁵J，
電動自行車的效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}×100%$=$\frac{4.5×1{0}^{5}J}{6.48×1{0}^{5}J}×100%$≈69%．
答：（1）以最高速行駛半小時電動機(jī)牽引力做的功為4.5×10⁵J；電動自行車的效率為69%．

點(diǎn)評 本題為力學(xué)、電學(xué)的綜合題，解決的是有關(guān)電動自行車和轎車的相關(guān)問題，能從基本參數(shù)表中得出有用信息并加以利用是本題的關(guān)鍵．