Question

【題目】電動自行車已是我們生活中必不可少的交通工具（如圖所示）．電動騎行時，蓄電池給車上的電動機供電，為車提供動力．如表是某種型號電動自行車主要的技術(shù)參數(shù)．問：

整 車	質(zhì) 量	40kg
	最高車速	20km/h
	輪胎限壓	2×105Pa
	最大噪聲	62dB
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）電動自行車在構(gòu)造上利用了很多物理知識，請你仿照例句，另外寫出一條不同的構(gòu)造與原理．
（2）行駛過程中每個輪胎與地面的接觸面積為0.005m2 ， 某中學(xué)生騎著該電動自行車在平直的公路試計算地面受到的壓強是多大？（g取10N/kg，中學(xué)生體重取60 kg）
（3）電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是多大？
（4）行駛時所受的阻力為人車總重的0.04倍，電機能把80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．質(zhì)量為60kg的小明騎著這輛電動車，在平直公路上以額定功率勻速電動行駛10min，通過的路程是多少？（g取10N/kg）
（5）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？（列舉一條）

Answer 1

【答案】
（1）輪胎做得凹凸不平，是為了通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦

示例：車座做成寬大的馬鞍狀，是通過增大受力而積來減小壓強．

（2）解：∵G=mg，F(xiàn)=G，

∴地面受到的壓力為F=G=（m車+m人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，

地面受到的壓強為p= = =1×105Pa

（3）解： ∵P=UI，

∴電動車正常行駛時通過的電流為I= ≈6.7A

（4）解：∵水平勻速行駛，

∴電動車受到的牽引力為F=f=0.04G=0.04×1000N=40N，

∵P= ，

∴消耗的電能為W電=Pt=240W×10×60s=1.44×105J，

∵η= ，

∴機械能做的功為W機=80%W電=80%×1.44×105J=1.152×105J，

∵W=Fs，

∴電動自行車行駛的路程為s= =2.88×103m

（5）電動車的優(yōu)點是：節(jié)能、噪聲小、無尾氣
【解析】（1）觀察電動車的構(gòu)造都有哪些，然后將它的構(gòu)造部分（如輪胎，車閘，反光鏡，腳踏板，尾燈，軸承等）結(jié)合物理知識得出答案；（2）已知電動自行車的質(zhì)量和中學(xué)生的質(zhì)量，可以得到總質(zhì)量；已知總質(zhì)量可以得到總重力，電動自行車行駛過程中對地面的壓力等于總重力；已知壓力和接觸面積，利用公式p= 得到電動車對地面的壓強；（3）參數(shù)中，已知電動車的額定功率和額定電壓，所以算電流，可根據(jù)電功率公式的變形式I= 算出；（4）本題中有一個等量關(guān)系，就是80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功．解答本題就需要根據(jù)這個關(guān)系進行求解．我們可先求出人和車的總重力，然后求出車受到的阻力，最后根據(jù)80%的電能轉(zhuǎn)化為克服阻力做功這個關(guān)系和W=Pt、W=Fs這兩個公式建立一個等式，就可以求出電動車通過的路程．（5）可以從有無噪聲和尾氣污染角度考慮．
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關(guān)知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa），以及對功率計算公式的應(yīng)用的理解，了解功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．