Question

14．2017年3月，一種新的綠色出行方式--共享電動車亮相合肥街頭，下表是街頭某品牌電動自行車的部分技術參數(shù)，若質(zhì)量為60kg的人騎該車在水平路面上以21.6km/h的速度勻速行駛，受到的阻力是人與車總重的0.02倍，電動機線圈的電阻為1Ω，求：
（1）電池充滿電時儲存的電能；

品牌	小黃蜂
整車質(zhì)量	40kg
電池蓄電容量	36V 20Ah
行駛車速	≤36km/h
電池輸出電壓	36V
電動機額定功率	144W

（2）此時電動機牽引力做功的功率；
（3）電動機正常工作10min，輸出的機械能．

Answer 1

分析 （1）利用W=UIt=UQ求蓄電池儲存的電能（總功）；
（2）利用G=mg求出人和車的總重力，而人車受到阻力f=0.02G，因為勻速行駛，所以牽引力F=f=20N，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得牽引力做功的功率；
（3）根據(jù)P=UI可求得電流，根據(jù)Q=I²Rt求解產(chǎn)生的熱量，根據(jù)E_機=W-Q求解輸出的機械能．

解答 解：
（1）蓄電池儲存的電能：
W_電=UIt=36V×20A×3600s=2.592×10⁶J；
（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，
因為勻速行駛，所以牽引力F=f=20N，
行駛速度v=21.6km/h=21.6×$\frac{1}{3.6}$m/s=6m/s
牽引力做功的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=20N×6m/s=120W，
（3）由P=UI可得，電動機通過的電流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{144W}{36N}$=4A，
電動機線圈產(chǎn)生的熱量：
Q=I²Rt=（4A）²×1Ω×10×60s=9600J；
根據(jù)能量守恒定律，輸出的機械能為：
E_機=W-Q=2.592×10⁶J-9600J=2.5824×10⁶J．
答：（1）電池充滿電時儲存的電能為2.592×10⁶J；
（2）此時電動機牽引力做功的功率為120W；
（3）電動機正常工作10min，輸出的機械能為2.5824×10⁶J．

點評 本題考查了電功、功率等，能從基本參數(shù)表中得出有用信息并加以利用是本題的關鍵．本題關鍵明確電動機正常工作時是非純電阻電路，根據(jù)W=UIt求電功，根據(jù)Q=I²Rt求解電熱．