Question

（2012?哈爾濱模擬）小明和同學(xué)們?cè)凇吧鐣?huì)調(diào)查實(shí)踐”活動(dòng)中得知，目前混合動(dòng)力汽車(chē)已在許多城市投入使用．

（1）該混合動(dòng)力汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電壓為250V，通過(guò)的電流為80A，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)在3min內(nèi)做的功為多大？
（2）若該車(chē)在平直路面上，以72km/h勻速行駛10min，其內(nèi)燃機(jī)消耗汽油1.2kg，動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能增加了7.2×10⁶J．汽車(chē)行駛時(shí)所受的阻力與速度的關(guān)系如圖所示試計(jì)算該車(chē)內(nèi)燃機(jī)的效率（不計(jì)內(nèi)燃機(jī)外機(jī)械傳動(dòng)及充電過(guò)程中的能量損失）（汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg）
（3）此次“社會(huì)調(diào)查實(shí)踐”活動(dòng)，大家收獲很大．請(qǐng)淡談你對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的了解．

Answer 1

分析：（1）已知驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電壓和通過(guò)的電流以及做功時(shí)間，根據(jù)W=UIt求出汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)做的功．
（2）根據(jù)Q=mg求出燃燒汽油放出的熱量即為總功；根據(jù)圖象得出對(duì)應(yīng)的阻力，根據(jù)而二力平衡條件可知汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力和阻力相等，根據(jù)W=Pt=Fvt求出牽引力做的功，再加上動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能即為總功，利用效率公式求出該車(chē)內(nèi)燃機(jī)的效率．
（3）根據(jù)表格信息可根據(jù)節(jié)能、環(huán)保、安全、利用率等方面談一下大家的收獲．

解答：解：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)在3min內(nèi)做的功為：
W=UIt=250V×80A×3×60s=3.6×10⁶J；
答：驅(qū)動(dòng)電機(jī)在3min內(nèi)做的功為3.6×10⁶J．
（2）燃燒汽油放出的熱量Q_放=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J，
W_總=Q_放=5.52×10⁷J；
由圖象可知當(dāng)速度為72km/h時(shí)，對(duì)用的阻力f=1.7×10³N，
因車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，故車(chē)的牽引力F=f=1.7×10³N，
W_有=W_F+W_電=Fvt+W_電=1.7×10³N×

72

3.6

m/s×10×60s+7.2×10⁶J=2.76×10⁷J，
η=

W有

W總

=

2.76×107J

5.52×107J

=50%．
答：該車(chē)內(nèi)燃機(jī)的效率為50%．
（3）①該混合動(dòng)力汽車(chē)低速行駛時(shí)，只用電力可以：省燃料、節(jié)能、零排放、環(huán)保；起剎車(chē)平穩(wěn)，安全．
②它高速行駛時(shí)，燃燒的燃料既可提供車(chē)行駛所需動(dòng)力，又可以給動(dòng)力電池充電，促進(jìn)了燃油的廣泛利用．
③全力加速時(shí)，內(nèi)燃機(jī)和動(dòng)力電池同時(shí)提供車(chē)行動(dòng)力，可使車(chē)在較崎嶇路面行駛，提高了汽車(chē)使用率．

點(diǎn)評(píng)：本題考查電功和阻力的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力，在解題過(guò)程中還要注意單位的換算．