Question

13．某電動自行車的技術(shù)參數(shù)如下：蓄電池36V、10Ah，整車質(zhì)量40kg．一個質(zhì)量為60kg的人騎著它在水平路面上以5m/s的速度勻速行駛20分鐘，受到的阻力約為總重的0.02倍（g=10N/kg）．請計算：
（1）蓄電池可以貯存多少焦耳的電能？
（2）在行駛過程中，電動機做了多少功？
（3）在行駛過程中，電動機線圈中的電流是4A，電動機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）利用W=UIt計算蓄電池儲存的電能；
（2）利用重力公式先求出重力再利用阻力與重力關(guān)系求出阻力，結(jié)合二力平衡得到牽引力，利用W=Fs求出所做的功；
（3）根據(jù)P=UI先求出電動機的功率，再利用W=Pt求出電動機所做的總功，結(jié)合效率公式求出效率．

解答 解：
（1）蓄電池儲存的電能：
W_電=UIt=36V×10A×3600s=1.296×10⁶J；
（2）人和車的總重力：
G=（m_人+m_車）g=（60kg+40kg）×10N/kg=1000N，
人車受到阻力：
f=0.02G=0.02×1000N=20N，
因為勻速，則F=f=20N
電動機對自行車做的功：
W=Fs=Fvt=20N×5m/s×1200s=1.2×10⁵J，
（3）電機用電功率：
p=UI=36V×4A=144W；
由P=$\frac{W}{t}$可得：
電動機做的總功：
W_總=Pt=144W×20×60s=1.728×10⁵J，
則電動機的效率為：η=$\frac{W}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{5}J}{1.728×1{0}^{6}J}$×100%≈69%
答：（1）蓄電池可以貯存1.296×10⁶焦耳的電能；
（2）在行駛過程中，電動機做了1.2×10⁵J功；
（3）在行駛過程中，電動機線圈中的電流是4A，電動機的效率是69%．

點評 此題主要考查學生對于電功，力學功的計算以及效率的計算的理解和掌握，熟悉原理公式是解題關(guān)鍵．