Question

質(zhì)量約60kg的人騎著上海依萊達(dá)TDH20Z型電動(dòng)車(chē)（主要技術(shù)參數(shù)和規(guī)格如表所示），在水平路面上以18km/h的速度勻速直線行駛時(shí)，受到的阻力是人和車(chē)總重的0.02倍，試估算：
（1）行駛10min，電機(jī)對(duì)電動(dòng)車(chē)大約做多少功（g取10N/kg）？
（2）該車(chē)在行駛過(guò)程中，電機(jī)線圈中的電流大約是多少？
（3）若摩托車(chē)100km耗油2.5升，每升油6.38元，照明用電每度0.56元，試通過(guò)分析，說(shuō)明使用電動(dòng)車(chē)與摩托車(chē)哪種更經(jīng)濟(jì)．

整車(chē)質(zhì)量	61kg	額定轉(zhuǎn)速	174r/min
外形尺寸（mm）	1650×360×970	額定電壓	36V
最高車(chē)速	20km/h	電動(dòng)機(jī)額定效率	75%
一次充電續(xù)駛里程	＞40km	100km耗電	＜1.2kW?h
一次充電耗電量	0.6kW?h	額定功率	250W

Answer 1

分析：（1）由題知電動(dòng)自行車(chē)勻速行駛，根據(jù)二力平衡的知識(shí)知道牽引力的大小等于阻力大小，而阻力大小等于人和車(chē)總重的0.02倍，據(jù)此可求牽引力的大�。焕�用速度公式求電動(dòng)車(chē)行駛的距離，利用W=Fs求電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)做的功；
（2）求出了電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)做的有用功，知道電動(dòng)機(jī)的效率，利用效率公式電動(dòng)機(jī)做的總功，再根據(jù)W=UIt求通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流；
（3）分別計(jì)算出行駛100km需要的電能和耗油量，再算出各自用費(fèi)進(jìn)行比較．

解答：解：（1）∵電動(dòng)車(chē)在水平的路面上勻速行駛，
∴電動(dòng)車(chē)受到的牽引力：
F=0.02G=0.02mg=0.02×（60kg+61kg）×10N/kg=24.2N
行駛距離：
s=vt=18km/h×

10

60

h=3km=3000m，
電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)做的有用功：
W_有=Fs=24.2N×3000m=7.26×10⁴J；
（2）由主要參數(shù)表中知道，電動(dòng)機(jī)的效率為75%，
∵η=

W有用

W總

×100%，
∴W_總=

W有用

η

=

7.26×104J

75%

=9.68×10⁴J，
又∵W_總=UIt，
∴通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流：
I=

W總

Ut

=

9.68×104J

36V×10×60s

≈4.5A；
（3）由主要參數(shù)表中知道，電動(dòng)自行車(chē)100km耗電＜1.2kWh，
假設(shè)電動(dòng)自行車(chē)100km耗電=1.2kWh，則費(fèi)用為：
0.56元/kW?h×1.2kW?h=0.672元，
摩托車(chē)百公里耗油的費(fèi)用：
6.38元×2.5=15.95元
比較可知百公里行程，電動(dòng)自行車(chē)比摩托車(chē)的費(fèi)用低的多，所以使用電動(dòng)自行車(chē)更經(jīng)濟(jì)．
答：（1）行駛10分鐘，電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)做的功為7.26×10⁴J；
（2）通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流約為4.5A；
（3）使用電動(dòng)自行車(chē)更經(jīng)濟(jì)．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道電學(xué)和力學(xué)的綜合應(yīng)用題，解決的是有關(guān)電動(dòng)自行車(chē)的相關(guān)問(wèn)題，有意義，能從基本參數(shù)表中得出有用信息并加以利用是本題的關(guān)鍵．