Question

【題目】【2016·河南卷】某款新型電動(dòng)車的性能參數(shù)如表所示，請回答下列問題。

（1）電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)車的核心都件，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為 能，電動(dòng)機(jī)的工作原理是 。

（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過線圈的電流是多大？

（3）同類型號(hào)的燃油汽車在同等條件下百公里消耗汽油10L，請通過計(jì)算比較兩種汽車的百公里能耗，并說明能耗不同的主要原因。汽油的密度0．7×103kg/m3，熱值q＝4．6×107J/kg。

（4）汽車在某段公路上勻速行駛時(shí)，進(jìn)入某超聲測速區(qū)域，如圖所示。當(dāng)該車運(yùn)動(dòng)到距測速儀370m時(shí)，測速儀向該車出一超聲波信號(hào)，2s后收到從車返回的信號(hào)，超聲波在空氣中傳播速度為340m/s，求該車的速度。

Answer 1

【答案】（1）機(jī)械；通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）100A；（3）燃油汽車每百公里耗能3．22×108 J，電動(dòng)汽車每百公里耗能5．4×107 J，兩種汽車百公里能耗不同的主要原因是燃油汽車能源的利用低、電動(dòng)汽車能源的利用率高；（4）該車的速度為30m/s

【解析】（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的；

（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由P=UI可得，通過線圈的電流：I=P/U=40×103W/400V=100A；

（3）燃油汽車行駛100km消耗汽油的體積：V=10L=10dm3 =0．01m3 ，

由ρ=m/V可得，燃油汽車行駛100km消耗汽油的質(zhì)量：m=ρV=0．7×103 kg/m3 ×0．01m3 =7kg，

汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放 =mq=7kg×4．6×107 J/kg=3．22×108 J，

電動(dòng)汽車行駛100km消耗的電能：W=15kWh=15×3．6×106 J=5．4×107 J，

內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，是燃油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源的利用率較低，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源利用率較高，所以，每百公里電動(dòng)汽車消耗的能源小于燃油汽車消耗的能源；

（4）設(shè)汽車的速度為v，超聲測速儀發(fā)出的信號(hào)2s/2=1s后與汽車相遇，由v=s/t可得，在這段時(shí)間內(nèi)，汽車的路程與超聲波的路程關(guān)系式為：v×1s+340m/s×1s=370m，解得：v=30m/s。