Question

9．靈巧、省力的電動自行車，最近幾年已成為人們出行的主要交通公具．表為一輛電動自行車的銘牌上給出的技術(shù)參數(shù)．請利用表中數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：（取g=10m/s²）

規(guī)   格		后輪驅(qū)動直流電機(jī)
車型	26英寸	額定輸出功率	160W
整車質(zhì)量	40kg	額定電壓	40V
最大載量	120kg	額定電流	5.0A

（1）電動機(jī)以額定值正常工作時的機(jī)械效率．
（2）在額定電壓下，電機(jī)突然卡死時，電機(jī)的總功率．
（3）當(dāng)自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時，若其受到的阻力為總重量的0.02倍，則此時其速度為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電動機(jī)的輸入功率和輸出功率求出電動機(jī)正常工作時的效率．
（2）由功率公式可求得線圈電阻；當(dāng)電機(jī)卡死時，作為純電阻計(jì)算，當(dāng)功率公式可求得總功率；
（3）牽引力等于阻力時，人騎車的速度最大，根據(jù)輸出功率和阻力的大小求出最大速率．

解答 解：（1）從表中可得
P_總=UI=40×5=200W；
由表中數(shù)據(jù)可得P_出=160W；
根據(jù)公式η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{總}}$×100%=$\frac{160}{200}$×100%=80%；                          
（2）因?yàn)镻_總=P_熱+P_出，所以有 UI=I²r+160
解得r=1.6Ω   
電機(jī)突然卡死時，電機(jī)的總功率為熱功率：P=$\frac{{U}^{2}}{r}$=$\frac{4{0}^{2}}{1.6}$=1000W；
（3）受到的阻力：f=0.02mg=0.02×（40+120）×10=32N；
又因?yàn)镻_出=F_牽v                                     
當(dāng)其勻速運(yùn)動時有：F_牽=f
聯(lián)立可得：v=5m/s；     
答：（1）電動機(jī)以額定值正常工作時的機(jī)械效率為80%；
（2）在額定電壓下，電機(jī)突然卡死時，電機(jī)的總功率為1000W；
（3）若其受到的阻力為總重量的0.02倍，則此時其速度為5m/s．

點(diǎn)評 本題考查電動機(jī)的功率問題，要注意電動機(jī)為非純電阻，當(dāng)電機(jī)卡住時為純電阻，此時發(fā)熱量很大，故不能讓電機(jī)卡住．