Question

19．電動(dòng)自行車是倍受人們青睞的一種交通工具（如圖所示）．它可以電動(dòng)騎行，亦可以腳踏騎行．電動(dòng)騎行時(shí)，蓄電池對(duì)車上電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車提供動(dòng)力．下表是某型號(hào)電動(dòng)自行車主要技術(shù)參數(shù)．

整  車	整車質(zhì)量	40kg
	最高車速	≤30km/h
	最大噪聲	≤62dB
蓄電池	電壓	48V
	容量	12A．h
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	48V
	額定功率	240W

（1）請(qǐng)你仔細(xì)觀察電動(dòng)自行車的構(gòu)造，會(huì)發(fā)現(xiàn)很多地方用到了物理知識(shí)．請(qǐng)列舉一例．示例：電動(dòng)自行車的車座大而扁平，可減少壓強(qiáng)．
答：電動(dòng)自行車的車輪有凹凸不平的花紋，增大摩擦
（2）行駛過程中輪胎與地面的總接觸面積為0.01m²，當(dāng)你騎著該電動(dòng)自行車在平直的公路上行駛時(shí)，請(qǐng)估算地面受到的壓強(qiáng)是多大？
（3）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流是多大？
（4）蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的電能是多少焦？（提示：蓄電池的額定容量，單位安時(shí)（Ah），它是供電電流多少安（A）和供電時(shí)間多少小時(shí)（h）的乘積．電池儲(chǔ)存電能等于供電電壓、供電電流和供電時(shí)間三者的乘積；即W=UIt，公式中各量均用國(guó)際單位．）
（5）若蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，電動(dòng)自行車在平直的公路上勻速行駛時(shí)受到的平均阻力為40N，蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛多遠(yuǎn)？
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動(dòng)自行車有什么優(yōu)缺點(diǎn)？（各舉一條）

Answer 1

分析 （1）從增大和減小摩擦的知識(shí)點(diǎn)去分析即可；
（2）首先估計(jì)身體的質(zhì)量，然后利用G=mg求出其重力，此時(shí)重力等于其對(duì)地面的壓力，然后利用p=$\frac{F}{S}$即可求出地面受到的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)表中提供的額定電壓和額定功率的數(shù)據(jù)，利用I=$\frac{P}{U}$即可求出電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流；
（4）根據(jù)表中提供的蓄電池電壓和容量的數(shù)據(jù)，利用W=UIt即可求出蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的能量；
（5）根據(jù)電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功為W=Fs，因蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，所以2073600J×80%=FS．然后即可求出S．
（6）從節(jié)能環(huán)保的角度去分析即可．

解答 解：（1）例：電動(dòng)自行車的車輪 可有凹凸不平的花紋，增大摩擦．
（2）估計(jì)身體的質(zhì)量約為50kg，總重力G_總=m_總g=（50kg+40kg）×10N/kg=900N，
F=G_總=900N，
地面受到的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{900N}{0.01{m}^{2}}$=0.9×10⁵Pa．
（3）由P=UI可得，額定功率下的電流：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{48V}$=5A，
（4）蓄電池儲(chǔ)存的電能：W=UIt=48V×12A×3600s=2.0736×10⁶J．
（5）因蓄電池儲(chǔ)存能量的80%用于電動(dòng)自行車行駛克服阻力做功，
W80%=Fs，即：2.0736×10⁶J×80%=40N×s，
s=$\frac{2.0736×1{0}^{6}J×80%}{40N}$=41472m．
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動(dòng)自行車的優(yōu)點(diǎn)是：無尾氣、噪音�。�
答：（1）電動(dòng)自行車的車輪有凹凸不平的花紋，增大摩擦．
（2）地面受到的壓強(qiáng)是0.9×10⁵Pa．
（3）電動(dòng)自行車以額定功率行駛時(shí)的工作電流是5A．
（4）蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的能量是2073600J．
（5）蓄電池充滿一次電最多能連續(xù)電動(dòng)行駛41472m．
（6）從環(huán)保的角度，與摩托車相比，電動(dòng)自行車無尾氣、噪音�。�

點(diǎn)評(píng) 這類綜合性題目要求有扎實(shí)的物理功底，還要有提取信息的能力，此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性較強(qiáng)，有一定的拔高難度，屬于中檔題．