Question

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為節(jié)約能源，某型號汽車在關(guān)閉發(fā)動機后，通過小型發(fā)電機將減速運動時的部分動能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中．表中所示是該型號汽車的部分技術(shù)參數(shù)，其中儲能效率是指汽車正常行駛時關(guān)閉發(fā)動機，直至汽車停止的過程中，通過發(fā)電機將動能轉(zhuǎn)化為電能的效率．耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積．
測試中，先讓汽車正常行駛，然后關(guān)閉發(fā)動機，分別測出開啟和關(guān)閉發(fā)電機兩種情況下，汽車通過的路程s與對應(yīng)的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖象，如圖所示．

××型汽車
總質(zhì)量（kg）	1200
儲能效率（%）	70
耗油量（L/100km）	9

（1）發(fā)電機是根據(jù)______原理發(fā)電的．發(fā)電過程中，動能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉(zhuǎn)化為______能．
（2）汽車正常行駛100km，消耗燃油的質(zhì)量為______kg，完全燃燒這些燃油產(chǎn)生的熱量為______J（燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，熱值q=4.6×10⁷J/kg）．
（3）測試時，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以20m/s的速度正常行駛1000m．此過程中，汽車______．
A．受到的阻力為1.2×10⁴N　　　　 B．行駛的時間為40s
C．牽引力做的功為3.2×10⁸J　　　　D．牽引力的功率為16kW
（4）由圖象可知，表示關(guān)閉發(fā)電機進行測試的圖線是______（選填“①”或“②”），判斷的依據(jù)是______．
（5）若汽車正常行駛時的動能E_k0=4×10⁵J，某時刻關(guān)閉發(fā)動機，同時發(fā)電機開始工作，最終有______J的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．

Answer 1

解：（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象：閉合電路的一部分導(dǎo)體，在磁場中做切割磁感線運動時，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．發(fā)電機就是利用這一原理來工作的．
在發(fā)電過程中，動能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產(chǎn)生熱量，還有部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
（2）∵V=9L=10dm³=0.009m³，ρ=0.7×10³kg/m³
∴消耗燃油的質(zhì)量為：m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.009m³=6.3kg；
而q=4.6×10⁷J/kg，
∴燃油完全燃燒產(chǎn)生的熱量為：Q_放=mq=6.3kg×4.6×10⁷J/kg=2.898×10⁸J．
（3）汽車在大小為800N的牽引力作用下，以20m/s的速度正常行駛1000m．
∴A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，因此牽引力為800N，阻力也為800N．說法錯誤，不符合題意．
B、行駛的時間為：t==50s．說法不正確，不符合題意．
C、牽引力做的功為：W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J．說法錯誤，不符合題意．
D、牽引力的功率為：P===16000W=16kw；說法正確，符合題意．故選D．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關(guān)閉發(fā)動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應(yīng)是①．
（5）∵儲能效率70%，
∴動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率為：η=1-70%=30%，
而E_k0=4×10⁵J，
∴W_內(nèi)=E_k0η=4×10⁵J×30%=1.2×10⁵J．
故答案為：（1）電磁感應(yīng)；內(nèi)；
（2）6.3；2.898×10⁸；
（3）D；
（4）①； 從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關(guān)閉發(fā)動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應(yīng)是①；
（5）1.2×10⁵．
分析：（1）發(fā)電機是利用了電磁感應(yīng)原理，即磁生電，發(fā)電過程中，動能除了轉(zhuǎn)化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產(chǎn)生熱量．
（2）耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積，知道燃油的密度，可利用公式m=ρV計算質(zhì)量，又知道燃油的熱值，可利用公式Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量．
（3）A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，從而可以判斷阻力的大�。�
B、知道路程和速度，可利用公式t=計算時間．
C、已知牽引力和移動的距離，可利用公式W=FS計算牽引力做的功．
D、知道牽引力做的功和時間，可利用公式P=計算牽引力的功率．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關(guān)閉發(fā)動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應(yīng)是②．
（5）知道汽車的儲能效率，從而可以計算出動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率，再利用公式W內(nèi)=E_k0η計算內(nèi)能的多少．
點評：本題考查的知識點有，發(fā)電機的工作原理，質(zhì)量、熱量、阻力、時間、功、功率、轉(zhuǎn)化效率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，還要學(xué)會從所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．