Question

17．某電動(dòng)自行車(chē)（電動(dòng)機(jī)輸入電壓為48V，輸入電流為5A）在平直的路面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，其速度、牽引力隨 時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖甲、乙所示．求7-12s 電動(dòng)自行車(chē)的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率．

Answer 1

分析 觀察速度-時(shí)間圖象，電動(dòng)自行車(chē)在0～7s速度越來(lái)越快，7～12s，速度不再變化；觀察牽引力-時(shí)間圖象，在7～12s牽引力大小不變，由于電動(dòng)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于摩擦力，得到摩擦力的大��；電動(dòng)車(chē)勻速行駛時(shí)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，利用P=Fv=fv求電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率，利用P=UI求出總功率，然后利用η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$求效率．

解答 解：
由甲圖象可知，電動(dòng)自行車(chē)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在7～12s牽引力大小F=35N，
因?yàn)樵?～12s勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，所以摩擦力f=F=35N；
由甲圖象可知，電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，
則克服摩擦力做功的功率：
P_有用=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=fv=35N×6m/s=210W；
電動(dòng)機(jī)輸入總功率為P_總=UI=48V×5A=240W，
所以效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{{P}_{有用}t}{{P}_{總}(cāng)t}$×100%=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%．
答：電動(dòng)自行車(chē)的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為87.5%．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車(chē)為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，關(guān)鍵是明確效率η=$\frac{{P}_{有用}}{{P}_{總}(cāng)}$可以利用計(jì)算，體現(xiàn)了學(xué)以致用．