Question

【題目】有一混合動力汽車，由汽車發動機（汽油機）和電動機為驅動系統提供動力，汽油發動機每一個工作循環活塞經歷四個沖程，帶動曲軸轉動兩圈，該汽油發動機的最大功率是69kW，以最大功率工作時曲軸轉速為5000r/min．活塞從氣缸一端運動到另一端所掃過的容積為氣缸排氣量，氣缸容積與燃燒室容積之比為壓縮比，如圖為氣缸容積和燃燒室容積的示意圖，該車排氣量是1.8L，壓縮比為10：1，動力蓄電池額定電壓為200V，容量（蓄電池放電電流和放電時間乘積）為150Ah，已知該車的動能E與其速度v的關系如下表所示．

（1）該汽車的動力蓄電池最多可儲存多少焦的電能？

（2）a．當這輛汽車在平直公路上以108km/h的速度勻速行駛時，動力完全由汽油發動機提供，若汽車汽油發動機的輸出功率為54kW，則此時汽車所受的阻力是多大？

b．當駕駛員看到前方限速標志時，立即減速并啟動充電裝置給動力蓄電池充電，汽車速度由108km/h減小到72km/h，若在此過程中動力蓄電池獲得的電能為汽車所減少動能的50%，則動力蓄電池獲得的電能為多少焦？

（3）若該汽車汽油發動機以最大功率工作時，吸氣沖程末氣缸內每升混合氣體中汽油質量是7.2×10﹣5kg，此時這臺汽油發動機的效率是多少？（q汽油=4.6×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）該汽車的動力蓄電池最多可儲存1.08×108J的電能；

（2）a：此時汽車所受的阻力是1.8×103N；b：動力蓄電池獲得的電能為1.5×105J；

（3）此時這臺汽油發動機的效率是25%．

【解析】

試題分析：（1） 蓄電池最多可儲存的電能

。

（2）a.汽車的牽引力，

因為汽車做勻速直線運動，汽車受到的阻力。

b.由表格中的數據可以看出，汽車的動能與速度的平方成正比。所以當汽車的速度是30m/s時，汽車的動能為5.4×105J。減少的動能為3×105J，汽車獲得的電能為1.5×105J。

（3）排氣量為1.8L的汽車，汽缸容積為，

吸氣沖程末氣缸內混合氣體中汽油的質量。

一分鐘內汽油完全燃燒放出的熱量。

一分鐘內汽油發動機對外做的有用功。

汽油機的效率。