1.下表所示的是某電動自行車銘牌的一部分。
⑴若電動自行車以3m/s的速度勻速行駛1800m需多少時間?
⑵在這段路程上,電動自行車消耗的電能是1.2×105J,則它行駛時受到的阻力是多少牛頓?
型號
XM—QQ
整車尺寸
1510×750×280cm
最高車速
20km/h
充電時間
5h
機械效率
75%
分析與解:⑴由速度公式v=s/t得: t=s/v=1800m/3m/s=600s
⑵W機械=W電η=1.2×105J×75%=9×104J
受到的阻力:
2.電動自行車省力、環(huán)保,很受人們的喜愛。
⑴小芳家離學校約4200m,騎電動自行車上學的路上約需14min,則她在騎車上學時的平均速度約是多大?
⑵若人和車的重量共為900N,行駛時受到的平均阻力是人和車重的0.04倍,求在上學路上電動自行車克服阻力所做的功。
分析與解:⑴小芳騎車上學時平均速度約是:
⑵電動自行車行駛時受到的平均阻力:F=0.04G=0.04×900N=36N
電動自行車克服阻力所做的功:
W=Fs=36N×4200m=1.512×105J
3.電動自行車以其輕便、經(jīng)濟、環(huán)保的特點受到了一些消費者的青睞。某電動自行車以5m/s的速度沿水平路面勻速行駛時,電動機輸出的有用功率是180 W求:
⑴電動機10s內(nèi)對自行車做的功;
⑵電動自行車勻速行駛時受到的阻力;
分析與解:
⑴電動機10s內(nèi)對自行車做的功:W=Pt=180W×10s=1800J
⑵電動自行車勻速行駛時受到的阻力:
4.電動自行車越來越受到人們的青睞,不少人用電動自行車替代了摩托車。電動自行車使用前要先對車上的蓄電池充電,騎車時,蓄電池對車上的電動機供電,電動機為車提供動力,下表是某品牌電動自行車的一些主要技術參數(shù):
最高車速
≤30km/h
一次充電連續(xù)行駛里程
50km
蓄電池工作電壓
36V
充電時間
8h
一次充電耗電量
0.6kwh
電動機效率
75%
質(zhì)量
40kg
最大騎行噪聲
≤62dB
若質(zhì)量是60kg的人騎電動自行車在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛,受到的阻力是人與車總重的0.02倍,取g=10N/kg,求:
⑴行駛10min,電動機對自行車做的功;
⑵通過電動機線圈的電流。
⑶若摩托車百公里耗油2.5L,每升汽油4.65元,照明用電每度0.52元,試比較說明使用電動自行車與摩托車哪種更經(jīng)濟。
分析與解:⑴電動自行車勻速行駛時:
F=f=0.02G=0.02×(m車+m人)g
=0.02×(40kg+60kg)×10N/kg=20N
10min自行車行駛的路程:s=vt=6m/s×10×60s=3600m
電動機對自行車做的功:W有=Fs=20N×3600m=7.2×104J
⑵行駛10min電動自行車消耗的電能:
通過電動機線圈的電流:
⑶電動自行車百公里耗電的費用為:
2×0.6kwh×0.52元/度=0.624元
摩托車百公里耗油的費用為:
2.5元×4.65元/L=11.625元
比較可知百公里行程,電動自行車比摩托車的費用低得多,所以使用電動自行車更經(jīng)濟。
5.電動摩托車實用、環(huán)保、污染少,很受人們的喜愛.現(xiàn)有某型號的電動摩托車的一些性能參數(shù)如表所示:
整車凈重
80kg
最高車速
45km/h
蓄電池的電壓
48V
輪胎能承受的最大壓強
2×105Pa
蓄電池類型
高能免維護鉛酸型
車輪直徑
40cm
一次充電儲存的電能
3.5×106J
行駛噪聲
62dB
(1)若該電動摩托車在行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積為1.5×10-2m2,那么其載重量最大不能超過多少kg?(取g=10N/kg)
(2)若該車以10m/s的速度勻速行駛時,受到的阻力為50N,電能轉化為機械能的效率為80%,求該車充一次電后,以所述情況行駛時,最多能行駛多遠?此過程中摩托車的工作電流是多大?
分析與解:(1)輪胎對地面的最大壓力為:F=pS=2×105Pa×1.5×10-2m2=3000N
車最大載重時總的質(zhì)量為:
所以車的最大載重量為:m載=m總-m車=300kg-80kg=220kg
(2)依題意,電能轉化為機械能為
W機=80%W電
所以,充一次電最多能行駛的距離為:
此過程所用時間為
所以,摩托車的工作電流為
或
所以工作電流為
6.電動自行車可以電動騎行,亦可以腳踏騎行。使用前,應先對車上的蓄電池充電。電動騎行時,蓄電池對車上電動機供電,電動機為車提供動力?,F(xiàn)有一輛電動自行車,沿著水平的道路勻速行駛,在0.5h內(nèi),電動行駛了9km,此時車上電動機的工作電壓為32V,工作電流為4A。
⑴電動自行車在電動騎行啟動時,能量是如何轉化的?
⑵若該車和人共重1000N,行駛時輪胎與地面的接觸面積共為8×10-3㎡,那么車對地面的壓強多大?
⑶若車和人在行駛過程中所受阻力20N,則這段路程內(nèi)該車克服阻力所做的功為多少?
⑷該車電能轉化為機械能的效率是多少?
分析與解:⑴化學能轉化為電能,電能轉化為機械能。
⑵車對地面的壓強:
⑶車克服阻力所做的功:
W有=Fs=20N×9000m=1.8×106J
⑷消耗的電能:
W總=Pt=UIt=4A×32V×1800s=2.304×106J
該車電能轉化為機械能的效率為:
7.小明想利用實驗室所提供的器材測量未知電阻R
(阻值約為1k
).
實驗室所提供的器材有:電源(電壓約為9V)、滑動變阻器R(100
2A)、電流表(量程為0~0.6A、分度值為0.02A)、電壓表(量程為0~3V、分度值為0.1V)各一個,開關S1、S2兩只,導線若干.
(1)小明設計了如圖所示的電路進行測量.你認為小明能否測出未知電阻R
?為什么?
(2)請你選用上述器材設計方案測出未知電阻R.
①畫出實驗電路圖;
②簡述實驗步驟;
③寫出R
的表達式(用已知量和測得量表示)
8.小華準備參加玩具賽車比賽,他運用圖中所示的電路來挑選一只能量轉換效率較高的電動機.設電池的電壓恒定不變,他先用手捏住電動機的轉軸,使其不轉動,閉合開關后讀出電流表的讀數(shù)為2A;然后放手,當電動機正常轉動時,又讀出電流表的讀數(shù)為0.6A.則該玩具電動機正常轉動時將電能轉化為機械能的效率為
A.91% B.70% C.30% D.9%