Question

11．閱讀短文回答問題
汽車再生制動器
目前汽車剎車器均采用油壓制動，油壓制動剎車時(shí)消耗的機(jī)械能以內(nèi)能形式排放掉，形成能源的浪費(fèi)．現(xiàn)有一種汽車再生制動器，能把汽車制動時(shí)消耗的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能而儲存起來，有效地利用了能量．這種制動器有個(gè)重要參數(shù)叫“儲能效率”，儲能效率是指汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，直至汽車停止運(yùn)動的過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率．
實(shí)際上汽車剎車時(shí)再生制動器無法提供足夠的剎車阻力，仍需要與油壓制動器配合使用，產(chǎn)生恒定的剎車阻力來滿足剎車要求，若某汽車以20km/h的速度行駛，剎車時(shí)再生制動器產(chǎn)生的阻力隨時(shí)間變化的關(guān)系如表：

時(shí)間t/s	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1.0	1.2	1.4	1.6
再生剎車阻力f/×103N	8.0	8.1	8.4	9.0	10.0	10.0	10.0	7.5	5.0

（1）油壓制動剎車時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而這些內(nèi)能卻不能再次轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性；汽車再生制動器中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置是發(fā)電機(jī)（電動機(jī)/發(fā)電機(jī)）．
（2）某次汽車正常行駛時(shí)的機(jī)械能為3.75×10⁵J，
 ①若關(guān)閉發(fā)動機(jī)，直至停止運(yùn)動，有1.5×10⁵J的機(jī)械能車化為內(nèi)能，則該汽車的儲能效率是60%．
 ②若制動時(shí)油壓制動器與再生制動器同時(shí)工作，產(chǎn)生的內(nèi)能將大于（大于/小于/等于）1.5×10⁵J．
（3）在圖中作出汽車剎車時(shí)再生制動器0～1.0s內(nèi)產(chǎn)生的剎車阻力隨時(shí)間變化的圖象．
（4）如果汽車制動時(shí)需要產(chǎn)生恒定的剎車阻力為1×10⁴N，由圖象可知t=0.7s時(shí)，油壓制動器需提供700（500-700均正確）N的剎車阻力．

Answer 1

分析 （1）能量的轉(zhuǎn)化具有方向性；發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，電動機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）由題儲能效率是指汽車正常行駛時(shí)關(guān)閉發(fā)動機(jī)，直至汽車停止運(yùn)動的過程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率，由此根據(jù)題意先計(jì)算出制動時(shí)轉(zhuǎn)化為的電能，再計(jì)算汽車的儲能效率；
（3）由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線得到剎車阻力隨時(shí)間變化的圖象；
（4）根據(jù)圖象確定0.7s時(shí)再生制動器產(chǎn)生的阻力，從而可求得油壓制動器所提供的剎車阻力．

解答 解：
（1）油壓制動剎車時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而這些內(nèi)能卻不能再次轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能，說明能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性；
再生制動器制動時(shí)消耗機(jī)械能得到電能，這個(gè)裝置是發(fā)電機(jī)；
（2）①若關(guān)閉發(fā)動機(jī)，直至停止運(yùn)動，有1.5×10⁵J的機(jī)械能車化為內(nèi)能，則轉(zhuǎn)化的電能為W_電=3.75×10⁵J-1.5×10⁵J=2.25×10⁵J，
所以汽車的儲能效率η=$\frac{{W}_{電}}{{W}_{機(jī)}}$×100%=$\frac{2.25×1{0}^{5}J}{3.75×1{0}^{5}J}$×100%=60%；
②若制動時(shí)油壓制動器與再生制動器同時(shí)工作，由題油壓制動剎車時(shí)消耗的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生的內(nèi)能將比再生制動產(chǎn)生內(nèi)能多，即大于1.5×10⁵J；
（3）由表格數(shù)據(jù)描點(diǎn)連線得到剎車阻力隨時(shí)間變化的圖象，如圖所示：

（4）由圖知，0.7s時(shí)，再生制動器產(chǎn)生的阻力為9.3×10³N；
則油壓制動器需提供的阻力f=1.0×10⁴N-9.3×10³N=700N．
故答案為：（1）方向；發(fā)電機(jī)；（2）①60%；②大于；（3）見上圖；（4）700（500-700均正確）．

點(diǎn)評 此題考查了對發(fā)電機(jī)的理解，同時(shí)給出一些信息，讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識來解決問題，主要考查了學(xué)生的識圖能力和根據(jù)數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力．同時(shí)考查了學(xué)生的作圖，一定要用平滑的曲線進(jìn)行連接．