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如圖是常見的一種電動自行車,使用前要先對車上的蓄電池充電.騎行時,蓄電池對車上的電動機供電,電動機為車提供動力.下表是這種品牌電動自行車的一些主要技術參數.
最高車速≤30km/h一次充電連續(xù)行駛里程50km
蓄電池36V/10Ah
鉛酸蓄電池
充電時間8h
一次充電耗電量0.6kW?h電動機效率80%
整車質量40kg最大騎行噪聲≤62dB
請回答:
(1)技術參數表中“36V/10Ah”表示的物理意義是什么?
(2)若質量是70kg的人騎電動自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時,受到的阻力是人與車總重的0.02倍,取g=10N/kg.求:行駛20min,電動機對自行車做的功和通過電動機線圈的電流.
(3)若摩托車每行駛100km耗油2.5L,油價約5.1元/L,照明用電的電費約0.5元/kW?h,請通過計算說明使用電動自行車與摩托車哪種更經濟.
(4)請從環(huán)保角度,比較電動自行車與摩托車對環(huán)境的污染情況.
(5)在交通運輸中,常用“客運效率”來反映交通工具的某項效能,“客運效率”表示每消耗單位能量對應的載客數和運送路程的乘積,即客運效率=人數×路程/消耗能量.一個人騎電動自行車,消耗1MJ(106J)的能量可行駛30km,一輛載有4人的普通轎車,消耗320MJ的能量可行駛100km,則電動自行車與這輛轎車的客運效率之比是多少?

【答案】分析:(1)“36V/10Ah”中,指出了蓄電池的供電電壓和容量;
(2)由電動自行車勻速行駛,可知電動自行車的牽引力等于阻力,而阻力為自行車總重的0.02倍,據此求牽引力大;
知道速度和行駛時間,利用速度公式求20min行走的路程;
知道牽引力大小和行駛的路程,利用功的公式求電動機對自行車做的功:
知道電動機的效率,利用效率公式求電流做的總功,再利用W=UIt求通過線圈的電流;
(3)計算出電動車每行駛100km耗電的費用和摩托車每行駛100km耗油的費用,進行比較得出誰更經濟;
(4)摩托車的動力來源于汽油機(熱機),工作時要排放廢氣并產生噪聲,對環(huán)境污染大;電動自行車的功力來源于電動機,使用的大多數是鉛酸蓄電池,使用一年就需更換,這種電池腐蝕后溢出的鉛、酸性物質對土壤和人體健康危害很大;
(5)知道客運效率η=,求出電動自行車的客運效率和轎車的客運效率,再求出電動自行車與這輛轎車的客運效率之比.
解答:解:
(1)“36V/10Ah”中,說明蓄電池的供電電壓為36V,蓄電池的容量為10Ah;
(2)∵電動自行車勻速行駛,
∴F=f=0.02G=0.02×(m1+m2)g=0.02×(70kg+40kg)×10N/kg=22N,
20min行走的路程:
s=vt=6m/s×20×60s=7200m;
電動機對自行車做的功:
W=Fs=22N×7200m=1.584×105J,
電流做的總功:
W===1.98×105J,
通過線圈的電流:
I==≈4.58A;
(3)電動車每行駛100km耗電的費用為2×0.6kW?h×0.5元/kW?h=0.6元,
摩托車每行駛100km耗油的費用為2.5L×5.1元/L=12.75元,
由此可知,每行駛100km的路程,電動自行車比摩托車的費用低很多,所以使用電動車更經濟;
(4)摩托車工作時,要排放廢氣并產生噪聲,對環(huán)境污染大;電動自行車工作時不排放尾氣、噪聲小,但目前市場上使用的大多數是鉛酸蓄電池,使用一年就需更換,這種電池腐蝕后溢出的鉛、酸性物質對土壤和人體健康危害很大;
(5)客運效率η=
電動自行車的客運效率:
η1=,
轎車的客運效率:
η2=,
η1:η2==24:1.
答:(1)蓄電池的供電電壓為36V,蓄電池的容量為10Ah;
(2)行駛20min,電動機對自行車做的功為1.584×105J,通過電動機線圈的電流為4.58A;
(3)使用電動自行車更經濟;
(4)摩托車工作時,要排放廢氣并產生噪聲,對環(huán)境污染大;電動自行車工作時不排放尾氣、噪聲小,但目前市場上使用的大多數是鉛酸蓄電池,使用一年就需更換,這種電池腐蝕后溢出的鉛、酸性物質對土壤和人體健康危害很大;
(5)電動自行車與這輛轎車的客運效率之比是24:1.
點評:本題為力學、熱學、電學的綜合題,解決的是有關電動自行車和摩托車的相關問題,有意義,能從基本參數表中得出有用信息并加以利用是本題的關鍵.
練習冊系列答案
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(2013?廈門一模)如圖是常見的一種電動自行車,因其節(jié)能環(huán)保、便捷實用而受到很多工薪階層的青睞.請你說出4種電動自行車上不同部件中蘊含的物理知識.

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蓄電池 36V/10Ah
鉛酸蓄電池
充電時間 8h
一次充電耗電量 0.6kW?h 電動機效率 80%
整車質量 40kg 最大騎行噪聲 ≤62dB
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(1)技術參數表中“36V/10Ah”表示的物理意義是什么?
(2)若質量是70kg的人騎電動自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時,受到的阻力是人與車總重的0.02倍,取g=10N/kg.求:行駛20min,電動機對自行車做的功和通過電動機線圈的電流.
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