Question

平安重慶，重慶人共享的幸福家園．如圖所示是重慶警察使用的某型號的電動巡邏車，其主要技術參數(shù)如表所示．已知該電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，電動機能把80%的電能用來牽引巡邏車克服阻力做功．總質量為120kg的兩名巡警乘坐該車，在水平路面上以額定功率勻速行駛10min．求：

整車裝備總質量	680 kg
電動機額定功率	1.2 kW
電動機額定工作電壓	48 V
蓄電池容量	100 A?h
蓄電池充放電電壓	48 V
最高時速	30 km/h

（1）電動機以額定功率行駛工作時通過電動機線圈的電流是多大？
（2）若行駛中電動車輪胎與地面的總接觸面積為0.08m²，則人和車對地面的壓強是多少？
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，巡邏車通過了多少路程？
（4）表中“100A?h”表示蓄電池充滿電時儲存的電荷量，相當于“It”的值，則蓄電池充足一次電可儲存的能量是多少J？

Answer 1

分析：（1）由表可知電動機的額定功率，根據(jù)P=UI求出通過電動機線圈的電流；
（2）人和車對地面的壓力等于兩者重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強公式求出人和車對地面的壓強；
（3）知道電動機的額定功率和工作時間，根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，根據(jù)電動機能把80%的電能用來牽引巡邏車克服阻力做功，根據(jù)電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍求出阻力，利用W=Fs求出巡邏車通過的路程；
（4）知道蓄電池充滿電時儲存的電荷量，利用W=UIt=UQ求蓄電池充足一次電可儲存的能量．

解答：解：（1）電動機以額定功率1.2kW行駛工作時，根據(jù)P=UI可得通過電動機線圈的電流：
I=

P

U

=

1.2×103W

48V

=25A；
（2）人和車對地面的壓力：
F=G_總=m_總g=（680kg+120kg）×10N/kg=8000N，
人和車對地面的壓強：
p=

F

S

=

8000N

0.08m2

=1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，電動機消耗的電能：
W=Pt=1.2×10³W×10×60s=7.2×10⁵J，
∵電動機能把80%的電能用來牽引巡邏車克服阻力做功，
∴巡邏車克服阻力做功：
W_f=Wη=7.2×10⁵J×80%=5.76×10⁵J，
∵電動巡邏車在水平路面上勻速行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，
∴巡邏車受到的阻力：
f=0.04G_總=0.04×8000N=320N，
∵W=Fs=fs，
∴巡邏車通過的路程：
s=

Wf

f

=

5.76×105J

320N

=1800m；
（4）蓄電池充足一次電可儲存的能量：
W=UIt=UQ=48V×100A?h=48V×100A×3600s=1.728×10⁷J．
答：（1）電動機以額定功率行駛工作時通過電動機線圈的電流是25A；
（2）人和車對地面的壓強是1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以額定功率勻速行駛10min，巡邏車通過了1800m的路程；
（4）蓄電池充足一次電可儲存的能量是1.728×10⁷J．

點評：電動車是生活中重要的交通工具，通過電動車把電功率公式、壓強公式、重力公式、電功公式、機械效率、做功公式等聯(lián)系起來，綜合性很強，有一定的難度．