Question

9．近兩年政府推出了“汽車下鄉(xiāng)”、“小排氣量購置稅減半”、“以舊換新”等政策，極大的促進(jìn)了汽車行業(yè)的發(fā)展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭，小明的爸爸最近也購買了一輛轎車．小明利用所學(xué)的物理知識(shí)對(duì)汽車進(jìn)行了一系列探索與研究：

（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般是柴油機(jī)或汽油機(jī)，它把燃料燃燒放出的內(nèi)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，完全燃燒0.1kg的汽油能夠獲得4.6×10⁶J的能量；（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用循環(huán)流動(dòng)的水來幫助它散熱，主要是利用了水的比熱容較大的特點(diǎn)．
（3）小明同學(xué)閱讀了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后，將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖1所示的圖表，請(qǐng)根據(jù)給出的信息，計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%．汽車行駛時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的牽引力是F，則燃燒m質(zhì)量的汽油，能使汽車前進(jìn)的距離s=$\frac{0.3mq}{F}$．（用前面給出物理量的符號(hào)表示距離，汽油的熱值在本小題中用q表示）
（4）小明想在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線將汽車的啟動(dòng)原理圖連接完整．說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)（相當(dāng)于閉合開關(guān)），電動(dòng)機(jī)工作，啟動(dòng)轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓．請(qǐng)你畫出小明的連線圖．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械，知道汽油的質(zhì)量和熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多；
（3）由能流圖得出轉(zhuǎn)化為有用功的能量占總能量的比值，得出內(nèi)燃機(jī)的效率；根據(jù)W=Q_放×30%求運(yùn)行距離；
（4）電磁鐵工作時(shí)吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理，銜鐵的另一端向右運(yùn)動(dòng)與觸點(diǎn)相連，使電動(dòng)機(jī)連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，據(jù)此連接電路．

解答 解：
（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
Q_放=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
（2）因?yàn)樗�的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用循環(huán)流動(dòng)的水來幫助散熱；
（3）由圖可知，有用功的能量：100%-33%-30%-7%=30%，
所以該內(nèi)燃機(jī)的效率η=30%；
由題知：W=Fs=Q_放×30%=mq×30%，
汽車前進(jìn)的距離s=$\frac{0.3mq}{F}$；
（4）當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵下來，銜鐵的另一端向右運(yùn)動(dòng)與觸點(diǎn)相連，使電動(dòng)機(jī)連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動(dòng)機(jī)的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，連接電路如圖：

故答案為：（1）內(nèi)；4.6×10⁶；（2）比熱容；（3）30%；$\frac{0.3mq}{F}$；（4）如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)的綜合題，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、選用所學(xué)公式，涉及到實(shí)物圖的連接，知識(shí)點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，屬于難題．