Question

6．電動(dòng)自行車(chē)已是我們生活中必不可少的交通工具，下面是某種型號(hào)電動(dòng)自行車(chē)主要的技術(shù)參數(shù)：

整車(chē)質(zhì)量35kg	最高車(chē)速30km/h
輪胎限壓2×105Pa	最大噪聲62dB
電池36V/10Ah	電動(dòng)機(jī)額定電壓36V
額定功率240W	電動(dòng)機(jī)效率80%～90%

專業(yè)人員對(duì)該電動(dòng)自行車(chē)進(jìn)行了測(cè)試，讓電動(dòng)自行車(chē)在平直的路面上從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，獲得速度隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，牽引力隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．
（1）該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流是多大（保留兩位小數(shù)）？
（2）電池儲(chǔ)存的最大電能是多少？
（3）由圖象可知，7～12s電動(dòng)自行車(chē)受到的摩擦力為35N；勻速行駛時(shí)，此時(shí)電動(dòng)自行車(chē)的機(jī)械功率為210W．

Answer 1

分析 （1）已知電動(dòng)自行車(chē)的額定功率和額定電壓，利用P=UI可求得工作電流；
（2）已知蓄電池的電壓和容量，可求儲(chǔ)存的最大電能．
（3）觀察速度-時(shí)間圖象，電動(dòng)自行車(chē)在0～7s速度越來(lái)越快，7～12s，速度不再變化；觀察牽引力-時(shí)間圖象，在7～12s牽引力大小不變，由于電動(dòng)車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于摩擦力，求出摩擦力的大��；
勻速行駛時(shí)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，利用P=Fv=fv求電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的有用功率．

解答 解：（1）由P=UI可得，該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{36V}$≈6.67A；
 （2）電池儲(chǔ)存的最大電能：
W=UIt=36V×10A×3600s=1.296×10⁶J；
（3）由甲圖象可知，電動(dòng)自行車(chē)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)是先加速、后勻速．
由乙圖象可知，在7～12s牽引力大小F=35N，
因?yàn)樵?～12s勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，所以摩擦力f=F=35N；
由甲圖象可知，電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛時(shí)速度v=6m/s，
則勻速行駛時(shí)克服摩擦力做功的功率：
P_有用=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=fv=35N×6m/s=210W；
答：（1）該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流是6.67A；
（2）電池儲(chǔ)存的最大電能是1.296×10⁶J；
（3）35；210．

點(diǎn)評(píng) 本題以電動(dòng)車(chē)為載體，考查了學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力，關(guān)鍵是明確勻速行駛時(shí)牽引力與摩擦力是一對(duì)平衡力，體現(xiàn)了學(xué)以致用．