Question

16．近幾年環(huán)保低碳風勁吹，混合動力汽車已成為車展上的“�？汀保�2010年3月，我國自行研制的一款混合動力汽車也在北京車展上展出．混合動力汽車啟動時，內燃機并不工作，動力電池通過驅動電機向車輪輸送能量；當高速行駛或動力電池儲存電能過低時，內燃機啟動，既可以向車輪輸送能量，也可以同時給動力電池充電；當車輛需要全力加速時，內燃機和動力電池還可以同時給動力電池充電；當車輛需要全力加速時，內燃機和動力電池還可以同時向車輪輸送能量．
（1）該混合動力汽車啟動時，若驅動電機兩端的電壓為250V，通過的電流為80A，則驅動電機的電功率為多大？
（2）該混合動力汽車所用的磷酸鐵鋰動力電池可儲存的最大電能為2.88×10⁷J，若充電電壓為320V，充電電流為50A，則動力電池充電的時間最長為多少？（充電時無能量損耗）
（3）該混合動力汽車在平直公路上以72km/h勻速行駛10min后，其內燃機消耗了汽油1.2kg，假設汽油完全燃燒所釋放能量的40%轉化為牽引力做功和給動力電池充電，其中動力電池儲存的電能增加了7.2×10⁶J，試求汽車受到的阻力是多大？
相關信息：①汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg，②Q_放=qm．

Answer 1

分析 （1）已知驅動電機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)公式P=UI可求驅動電機的電功率．
（2）根據(jù)公式W=UIt可計算出動力電池充電的時間．
（3）汽油燃燒轉化為牽引力做W=40%Q，其中Q=mq，W=Fs，s=vt，計算牽引力的大�。�

解答 解：（1）驅動電機的電功率：P=UI=250V×80A=2×10⁴W；
（2）由W=UIt動力電池充電的時間：
t=$\frac{W}{UI}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{320V×50A}$=1800s=0.5h；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J，
轉化為功的能量W=40%Q_放=5.52×10⁷J×40%=2.208×10⁷J，
汽車行駛時間t=10min=$\frac{1}{6}$h，
汽車行駛路程：s=vt=72km/h×$\frac{1}{6}$h=12km=1.2×10⁴m，
由W=Fs可得牽引力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{2.2×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{4}m}$=1840N．
答：（1）驅動電機的電功率為2×10⁴W；
（2）對動力電池充電的時間最長為0.5h；
（3）汽車受到的牽引力約是1840N．

點評 本題考查消耗電功率的計算，通電時間的計算，以及汽油做功的計算和汽車牽引力的計算，理解題意，熟練運用公式是關鍵．