Question

16．某新能源汽車，當(dāng)車啟動或低速行駛時，電池驅(qū)動電動機工作，電機兩端的電壓為240V，通過的電流為80A；當(dāng)該車高速行駛或電池儲存的電能不足時，內(nèi)燃機工作，若汽車所受摩擦力為2000N，汽車以108km/h勻速行駛10min，內(nèi)燃機消耗汽油1.5kg，蓄電池電能增加了8×10⁶J，（汽油機的熱值q=4.6×10⁷J/kg）
求：（1）汽車啟動時，驅(qū)動電機的電功率是多大？
（2）該車勻速行駛10min克服摩擦力所做的功是多少？
（3）汽車內(nèi)燃機的工作效率是多大？

Answer 1

分析 （1）知道電池驅(qū)動電動機工作時電動機兩端的電壓和通過的電流，根據(jù)P=UI求出驅(qū)動電機的電功率；
（2）知道汽車行駛的速度和時間，根據(jù)s=vt求出行駛的距離，根據(jù)W=fs求出克服摩擦力所做的功；
（3）知道消耗汽油的質(zhì)量和熱值，根據(jù)Q_放=mq求出完全燃燒釋放的熱量，有用功為克服摩擦力做的功和蓄電池增加的電能之和，利用效率公式求出汽車內(nèi)燃機的工作效率．

解答 解：（1）汽車啟動時，驅(qū)動電機的電功率：
P=UI=240V×80A=19200W=19.2kW；
（2）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽車行駛的路程：
s=vt=108km/h×$\frac{10}{60}$h=18km=18000m，
克服摩擦力所做的功：
W=fs=2000N×18000m=3.6×10⁷J；
（3）汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
汽車行駛時所做的有用功：
W_有=W+E=3.6×10⁷J+8×10⁶J=4.4×10⁷J，
汽車內(nèi)燃機的工作效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.4×1{0}^{7}J}{6.9×1{0}^{7}J}$≈63.8%．
答：（1）汽車啟動時，驅(qū)動電機的電功率是19.2kW；
（2）該車勻速行駛10min克服摩擦力所做的功是3.6×10⁷J；
（3）汽車內(nèi)燃機的工作效率是63.8%．

點評 本題考查了電功率公式、速度公式、做功公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、效率公式的綜合應(yīng)用，明確汽車行駛時所做的有用功是關(guān)鍵，計算過程要注意單位的換算．