试题

题目:
质量约60kg的人骑着上海依莱达TDH20Z型电动车(主要技术参数和规格如表所示),在水平路面上以18km/h的速度匀速直线行驶时,受到的阻力是人和车总重的0.02倍,试估算:
(1)行驶10min,电机对电动车大约做多少功(g取10N/kg)?
(2)该车在行驶过程中,电机线圈中的电流大约是多少?
(3)若摩托车100km耗油2.5升,每升油6.38元,照明用电每度0.56元,试通过分析,说明使用电动车与摩托车哪种更经济.
整车质量 61kg 额定转速 174r/min
外形尺寸(mm) 1650×360×970 额定电压 36V
最高车速 20km/h 电动机额定效率 75%
一次充电续驶里程 >40km 100km耗电 <1.2kW·h
一次充电耗电量 0.6kW·h 额定功率 250W

答案
解:(1)∵电动车在水平的路面上匀速行驶,
∴电动车受到的牵引力:
F=0.02G=0.02mg=0.02×(60kg+61kg)×10N/kg=24.2N
行驶距离:
s=vt=18km/h×
10
60
h=3km=3000m,
电动机对自行车做的有用功:
W=Fs=24.2N×3000m=7.26×104J;
(2)由主要参数表中知道,电动机的效率为75%,
∵η=
W有用
W
×100%,
∴W=
W有用
η
=
7.26×104J
75%
=9.68×104J,
又∵W=UIt,
∴通过电动机线圈的电流:
I=
W
Ut
=
9.68×104J
36V×10×60s
≈4.5A;
(3)由主要参数表中知道,电动自行车100km耗电<1.2kWh,
假设电动自行车100km耗电=1.2kWh,则费用为:
0.56元/kW·h×1.2kW·h=0.672元,
摩托车百公里耗油的费用:
6.38元×2.5=15.95元
比较可知百公里行程,电动自行车比摩托车的费用低的多,所以使用电动自行车更经济.
答:(1)行驶10分钟,电动机对自行车做的功为7.26×104J;
(2)通过电动机线圈的电流约为4.5A;
(3)使用电动自行车更经济.
解:(1)∵电动车在水平的路面上匀速行驶,
∴电动车受到的牵引力:
F=0.02G=0.02mg=0.02×(60kg+61kg)×10N/kg=24.2N
行驶距离:
s=vt=18km/h×
10
60
h=3km=3000m,
电动机对自行车做的有用功:
W=Fs=24.2N×3000m=7.26×104J;
(2)由主要参数表中知道,电动机的效率为75%,
∵η=
W有用
W
×100%,
∴W=
W有用
η
=
7.26×104J
75%
=9.68×104J,
又∵W=UIt,
∴通过电动机线圈的电流:
I=
W
Ut
=
9.68×104J
36V×10×60s
≈4.5A;
(3)由主要参数表中知道,电动自行车100km耗电<1.2kWh,
假设电动自行车100km耗电=1.2kWh,则费用为:
0.56元/kW·h×1.2kW·h=0.672元,
摩托车百公里耗油的费用:
6.38元×2.5=15.95元
比较可知百公里行程,电动自行车比摩托车的费用低的多,所以使用电动自行车更经济.
答:(1)行驶10分钟,电动机对自行车做的功为7.26×104J;
(2)通过电动机线圈的电流约为4.5A;
(3)使用电动自行车更经济.
考点梳理
功的计算;电功率与电压、电流的关系.
(1)由题知电动自行车匀速行驶,根据二力平衡的知识知道牵引力的大小等于阻力大小,而阻力大小等于人和车总重的0.02倍,据此可求牵引力的大小;利用速度公式求电动车行驶的距离,利用W=Fs求电动机对自行车做的功;
(2)求出了电动机对自行车做的有用功,知道电动机的效率,利用效率公式电动机做的总功,再根据W=UIt求通过电动机线圈的电流;
(3)分别计算出行驶100km需要的电能和耗油量,再算出各自用费进行比较.
本题是一道电学和力学的综合应用题,解决的是有关电动自行车的相关问题,有意义,能从基本参数表中得出有用信息并加以利用是本题的关键.
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