Question

16．電動(dòng)環(huán)保車因環(huán)保經(jīng)濟(jì)在各大旅游景區(qū)已廣泛投入運(yùn)營(yíng)．
如圖1所示的電動(dòng)環(huán)保車，有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表．

空車質(zhì)量	1200kg	電動(dòng)機(jī)額定功率	5kW
滿載乘員	10人	電動(dòng)機(jī)額定電壓	48V
滿載時(shí)輪胎與地接觸面積	4×250cm3	最大車速	18km/h
電動(dòng)機(jī)效率	80%	平路續(xù)駛里程	≤180km

根據(jù)技術(shù)參數(shù)和具體要求，求解下列問題：（g取10N/kg）
（1）用圖2甲中的專用插線板給電動(dòng)環(huán)保車充電，請(qǐng)?jiān)趫D2乙畫出插線板內(nèi)部開關(guān)和兩插座的連線，并接入家庭電路，要求：①插線板上的開關(guān)可同時(shí)控制兩插座的通、斷；②開關(guān)接通時(shí)兩插座都能提供220V電壓．
（2）電動(dòng)機(jī)以額定功率工作半小時(shí)消耗多少電能？
（3）經(jīng)檢測(cè)電動(dòng)環(huán)保車以額定功率勻速行駛時(shí)，受到的阻力與質(zhì)量的關(guān)系如圖3所示，若電動(dòng)環(huán)保車滿載時(shí)，每個(gè)乘員大約60kg，求車在行駛過(guò)程中受到的阻力．
（4）該車充一次電儲(chǔ)存了2.7×10⁸J 的電能，電動(dòng)環(huán)保車將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為80%，若該車滿載時(shí)以額定功率勻速行駛，則充電一次最多可連續(xù)行駛多長(zhǎng)的路程？

Answer 1

分析 （1）對(duì)于電燈接線操作的基本要求是：“火線零線并排走，零線直接進(jìn)燈頭，火線接在開關(guān)上，通過(guò)開關(guān)進(jìn)燈頭．”而對(duì)于插座的接線方法是要求“左零右火”，三孔插座還要求中接地，如果電路中有熔絲，則要將熔絲接到火線上；
（2）利用W=Pt可計(jì)算電功；
（3）先計(jì)算出滿載時(shí)人的總質(zhì)量，據(jù)此得出人和車的總質(zhì)量，再根據(jù)圖3得出阻力的大小；
（4）已知電動(dòng)車最多儲(chǔ)存的電能和轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率，根據(jù)η=$\frac{W}{{W}_{電}}$×100%求出牽引力做的功，電動(dòng)車勻速行駛時(shí)受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件可知牽引力的大小，根據(jù)W=Fs求出電動(dòng)車行駛的最大路程．

解答 解：（1）根據(jù)家庭電路的連線規(guī)則和用電器的使用原則，連接電路如下圖：
      
（2）電動(dòng)機(jī)以額定功率工作半小時(shí)消耗的電能W_電=Pt=5000W×0.5×3600s=9×10⁶J；
（3）10個(gè)人的質(zhì)量m_人=60kg×10=600kg，所以人和車的總重量m_總=600kg+1200kg=1800kg；
由圖可知：m=1800kg時(shí)，f=1800N；
（4）根據(jù)η=$\frac{W}{{W}_{電}}$×100%可得，牽引力做的功：
W=W_電η=2.7×10⁸J×80%=2.16×10⁸J，
因?yàn)殡妱?dòng)車勻速行駛時(shí)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，
所以牽引力F=f=1800N，
根據(jù)W=Fs可得，電動(dòng)車行駛的最大路程：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{1800N}$=1.2×10⁵m=120km．
答：（1）見上圖；
（2）電動(dòng)機(jī)以額定功率工作半小時(shí)消耗9×10⁶J電能；
（3）車在行駛過(guò)程中受到的阻力是1800N．
（4）充電一次最多可連續(xù)行駛120km的路程．

點(diǎn)評(píng) 本題考查壓強(qiáng)和電功的計(jì)算，關(guān)鍵是知道在水平路面上壓力等于物體重力，汽車勻速行駛阻力等于牽引力，再就是學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．