Question

電動自行車已是我們生活中必不可少的交通工具．在行駛過程中，車載蓄電池給電動機供電，為車提供動力．下表是某種型號電動自行車主要的技術參數．問：

整  車	質    量	35kg
	最高車速	30km/h
	輪胎限壓	2×105Pa
蓄電池	36V/10Ah
電動機	額定電壓	36V
	額定功率	240W
	電動機效率	80%

（1）該電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是多大？
（2）質量為50kg的某中學生騎著該電動自行車在平直的公路上行駛，行駛過程中每個輪胎與地面的接觸面積為0.005m²，試計算地面受到的壓強是多大？（g取10N/kg）
（3）如果保持輪胎與地面的接觸面積不變，由表格數據可知，該車最多還可載重多少千克？
（4）從環(huán)保的角度考慮，與摩托車相比，電動自行車有什么優(yōu)點？（列舉兩條）

Answer 1

分析：（1）由表格數據可知，電動自行車的額定功率和額定電壓，根據P=UI求出工作電流；
（2）電動自行車對地面的壓力等于中學生和電動車的重力之和，利用G=mg求出其大小，再根據p=

F

S

求出對地面的壓強；
（3）由表可知輪胎的限壓，根據壓強公式求出承受的最大壓力，再利用重力公式求車、貨、人的總質量，進而求出該車最多還可載重；
（4）摩托車的發(fā)動機屬于內燃機，消耗汽油會排出大量的廢氣，內燃機的轉化效率不高；而電動機是將電能轉化為動能，不會產生廢氣，從表格中的數據可知，電動機的效率很高．

解答：解：（1）根據P=UI可得，該電動自行車以額定功率行駛時的工作電流：
I=

P

U

=

240W

36V

≈6.67A；
（2）地面受到的壓力：
F=G=（m_車+m_人）g=（35kg+50kg）×10N/kg=850N，
地面受到的壓強：
p=

F

S

=

850N

2×0.005m2

=8.5×10⁴Pa；
（3）輪胎能承受的最大壓力：
F_max=p_maxS=2×10⁵Pa×（2×0.005m²）=2000N，
車、貨、人的總質量：
m=

G′

g

=

Fmax

g

=

2000N

10N/kg

=200kg，
該車最多還可載重：
m_貨=m-m_車-m_人=200kg-35kg-50kg=115kg；
（4）摩托車使用的是汽油機，它工作時要消耗汽油，而汽油在燃燒時并不能完全的燃燒，且汽油機工作時會排出大量的廢氣，廢氣帶走相當多的熱量白拜浪費掉了，所以汽油機的效率不是很高，約為40%；而電動自行車使用的是電動機，它工作時將電能轉化為動能，不會產生廢氣，且由于電動機的效率比較高為80%，所以電動機更節(jié)能一些，當然還有一個優(yōu)點，就是沒有噪音．
答：（1）該電動自行車以額定功率行駛時的工作電流約為6.67A；
（2）地面受到的壓強是8.5×10⁴Pa；
（3）該車最多還可載重115kg；
（4）節(jié)能、噪聲小、無尾氣等．

點評：本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動自行車，考查了電功率與電壓、電流的關系，重力的計算，壓強的計算，熱機、電動機的效率，是一道好題，難易適中．