Question

3．進(jìn)入三月份以來，東營街頭出現(xiàn)了一種共享電動(dòng)汽車．下表是這種汽車的主要參數(shù)．（g取10N/kg）

空車質(zhì)量	800kg
每個(gè)輪胎與地面接觸面積	50cm2
電池容量	44kW•h
標(biāo)準(zhǔn)承載	200kg
最大續(xù)航（充滿電最大行駛路程）	200km
所受阻力與汽車總重的比值	0.09

（1）電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車的核心部分，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．電動(dòng)機(jī)的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)．
（2）標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）圖2是電動(dòng)汽車行駛在某路段的路程與時(shí)間圖象，標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車以速度勻速行駛1分鐘的耗電量為0.4kW•h，電動(dòng)機(jī)的效率是多少？
（4）若某燃油汽車百公里耗油6升，每升油5.5元，電動(dòng)汽車充電每度0.8元，通過計(jì)算比較使用燃油汽車與電動(dòng)汽車哪種更經(jīng)濟(jì)？

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)機(jī)制作原理是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力等于空車和標(biāo)準(zhǔn)承載的最大總重力，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積等于4個(gè)輪胎與地面接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（3）由圖可知，電動(dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出一組數(shù)據(jù)，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出電動(dòng)汽車行駛的速度，再根據(jù)s=vt求出電動(dòng)汽車以速度勻速行駛1分鐘的路程，電動(dòng)汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)F=f=0.09G求出電動(dòng)汽車的牽引力，根據(jù)W=Fs求出電動(dòng)汽車牽引力做的功，利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{電}}$×100%求出電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；
（4）知道燃油汽車百公里耗油量和價(jià)格可求燃油汽車100km的費(fèi)用，由表格數(shù)據(jù)可知電動(dòng)汽車100km消耗的電能和電費(fèi)價(jià)格可求費(fèi)用，然后比較得出答案．

解答 解：（1）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是利用通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的；
（2）乘客與車的總質(zhì)量：
m=m₁+m₂=800kg+200kg=1000kg，
汽車對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=10⁴N，
汽車與水平地面的總接觸面積：
S=4S₀=4×50cm²=200cm²=2×10^-2m²，
汽車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{4}N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）由圖可知，電動(dòng)汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t₁=3s時(shí)，s₁=60m，
則電動(dòng)汽車行駛的速度：
v=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{60m}{3s}$=20m/s，
電動(dòng)汽車以速度勻速行駛1分鐘的路程：
s=vt=20m×60s=1200m，
電動(dòng)汽車的牽引力：
F₁=f=0.09G=0.09×10⁴N=900N，
電動(dòng)汽車牽引力做的功：
W_有=F₁s=600N×1200m=1.08×10⁶J，
電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{電}}$×100%=$\frac{1.08×1{0}^{6}J}{0.4×3.6×1{0}^{6}J}$×100%=75%；
（4）燃油汽車100km費(fèi)用：6L×5.5元/L=33元，
電動(dòng)汽車100km費(fèi)用：22kW•h×0.8元/kW•h=17.6元，
因?yàn)?7.6元小于33  元，所以使用電動(dòng)汽車費(fèi)用少，更經(jīng)濟(jì)．
答：（1）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動(dòng)；
（2）標(biāo)準(zhǔn)承載下，電動(dòng)汽車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是5×10⁵Pa；
（3）電動(dòng)機(jī)的效率是75%；
（4）使用電動(dòng)汽車更經(jīng)濟(jì)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電動(dòng)機(jī)的原理和重力公式、壓強(qiáng)公式、速度公式、做功公式、效率公式以及二力平衡條件的應(yīng)用等，從表格中獲取有用的信息是關(guān)鍵．