Question

【題目】2015年4月16日，中國首創(chuàng)的十秒級閃充電車在中國南車株洲電力機車有限公司正式下線，如圖所示．這種電車采用超級電容（一種可以直接以電能形式儲存能量的設(shè)備，像蓄電池一樣也有正、負(fù)兩極）作為電能存儲設(shè)備．這種超級電容安全環(huán)保，可反復(fù)充放電100萬次以上，使用壽命長達十年．與該車相匹配的充電樁安裝在各公交站點，充電樁在乘客上下車的約30s時間里即可把電充滿，并可讓車持續(xù)正常行駛5km以上．充電樁給電動汽車充電和電容存儲設(shè)備工作時的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下表所示．則：

物理 量	充電時的輸入電壓	電容存儲設(shè)備的額定輸出電壓	電容存儲設(shè)備額定輸出功率	每次充滿 時的能量	每次充滿的時間	每次充滿電正常行駛的距離
數(shù)據(jù)	380V	700V	72kw	1.8×107J	30s	5km

（1）關(guān)于電動汽車的物理知識，下列說法錯誤的是
A.電動汽車的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機械能
B.電動汽車的電動機的是根據(jù)電磁感應(yīng)發(fā)明而來
C.電動汽車前進和倒車，通過改變電流方向來改變電動機轉(zhuǎn)動方向的
D.首先發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的科學(xué)家是奧斯特
（2）充電樁為電動汽車充電時的輸出功率是多少？電容存儲設(shè)備正常工作時的電流是多少？（結(jié)果保留一位小數(shù)）．
（3）如果電容存儲設(shè)備將電能的60%轉(zhuǎn)化為汽車前進的機械能，則電動汽車勻速行駛過程中，受到的阻力為多大？此時電動汽車速度是多少？
（4）如果電價按0.5元/（kWh）計費，那么，電動汽車每行駛1km需要花費多少錢？

Answer 1

【答案】
（1）B
（2）解：由表中數(shù)據(jù)知，每次充滿時的能量1.8×107J，每次充滿的時間30s，

充電樁為電動汽車充電時的輸出功率：P= = =6×105W；

電容存儲設(shè)備的額定輸出功率72kW，電容存儲設(shè)備的額定輸出電壓700V，

根據(jù)P=UI可得，電容存儲設(shè)備輸出的電流：I= = ≈102.9A；

（3）解：電容存儲設(shè)備的輸出電能的60%轉(zhuǎn)化為汽車前進的機械能，即：W機械=60%W電能，

汽車勻速行駛，所以阻力f=F，

由W=Fs可得阻力：f=F= = =2.16×103N；

由題意可知P機械=60%P輸出，

由P= = =Fv得電動汽車速度：

v= = =20m/s；

（4）解：每次充滿時的能量：W=1.8×107J=1.8×107×= kWh=5kWh，

每次充滿電正常行駛的距離為5km，則所需費用n=5kWh×0.5元/（kWh）=2.5元；

電動汽車每行駛1km所需要的費用n′= =0.5元．

【解析】解：（1）A、電動汽車的電動機工作時，消耗了電能，獲得了機械能，將電能轉(zhuǎn)化為機械能，故A正確； B、電動汽車的電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉(zhuǎn)動的原理制成的，故B錯誤；
C、電動汽車的前進和倒車時，要改變電動機的轉(zhuǎn)動方向，而電動機的轉(zhuǎn)動方向與電流和磁場方向有關(guān)，而改變電流方向更為方便，故C正確；
D、首先發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的科學(xué)家是奧斯特，故D正確．
故選B．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用直流電動機的原理和功率的計算與測量的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握直流電動機原理：是利用通電線圈在磁場里受力轉(zhuǎn)動的原理制成的；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．