Question

目前市場上賣的一種電動自行車，是用一個電瓶（即蓄電池）來驅(qū)動的，己知一電動自行車的規(guī)格如下：

型號	額定電壓	額定電流	最大載重	最大時速	自重
X2004HGx	36V	5A	55kg	20km/h	20kg

（1）當(dāng)某人滿載勻速行駛1小時，克服摩擦做的功是多少？（已知他所受的阻力是車自重的0.04倍）
（2）1小時內(nèi)此車所消耗的電能是多少？
（3）此電動車的效率是多少？
（4）如果用汽油機驅(qū)動它，效率為40%，需要多少汽油？（已知汽油的熱值是q=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)車的質(zhì)量和最大載重量求出其總重力，然后可知他所受的阻力，根據(jù)s=vt可求出克服阻力所走的距離，然后利用W=fs即可求出克服摩擦做的功；
（2）根據(jù)W=UIt可求1小時內(nèi)此車所消耗的電能．
（3）克服摩擦力做的功與消耗電能的比值就是此電動車的效率．
（4）根據(jù)公式Q=qm可求汽油釋放的能量，克服摩擦力做的功與汽油釋放的能量的比值就是汽油機的效率，根據(jù)此等式求出消耗汽油的質(zhì)量．

解答：解：（1）車總重G=mg=（55kg+20kg）×10N/kg=750N，
f=0.04G=0.04×750N=30N，v=20km/h，t=1h，
s=vt=20km/h×1h=20km=2×10⁴m，
W=fs=30N×2×10⁴m=6×10⁵J．
（2）車的額定功率P=UI=36V×5A=180W；
1h內(nèi)此車所消耗的電能是W₁=Pt=180W×3600s=6.48×10⁵J．
（3）電動自行車的效率η=

W

W1

×100%=

6×105J

6.48×105J

×100%≈92.6%；
（4）燃燒汽油的效率為η′=

W

Q

=

W

mq

；
所以消耗汽油的質(zhì)量為m=

W

η′q

=

6×105J

40%×4.6×107J/kg

≈0.033kg．
答：（1）當(dāng)某人滿載勻速行駛1小時，克服摩擦做的功是；
（2）1小時內(nèi)此車所消耗的電能是6.48×10⁵J；
（3）此電動車的效率是92.6%；
（4）需要0.033kg汽油．

點評：電動自行車是我們生活中比較常見的交通工具，電動自行車用到了很多物理知識，也是中考的一個熱點，需要引起我們的注意．本題考查重力、摩擦力、路程、做功、額定功率、效率等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，要學(xué)會從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)，解題過程中要注意單位的換算．