Question

【題目】混合動力汽車是一種新型汽車，它有兩種動力系統。汽車加速，汽油機提供的動力不足時，蓄電池的電能轉化為動能，使汽車加速更快；汽車減速，汽車動能轉化為電能，由蓄電池貯存起來，減少能量的浪費。兩種動力系統也可以獨立工作，只有汽油機工作時，與一般的汽車相同；只使用電力時，由電動機提供動力。下表是國產某混合動力汽車蓄電池的銘牌，其中電池容量是蓄電池貯存的最大電能。該汽車勻速行駛時受到的阻力為720N。求：

（1）在家庭電路中對放電完畢的蓄電池充滿電要多長時間？

（2）僅由電動機提供動力，汽車勻速持續行駛的最大距離是多少？不考慮電能轉化為機械能時能量的損失。

（3）僅由汽油機提供動力，汽車勻速行駛每百公里的油耗是多少升？假設汽車受到的阻力不變，汽油的熱值為3.0×107J/ L（即焦耳/升），汽油機的效率為24%。

Answer 1

【答案】（1）10h （2）220km （3）10L

【解析】

試題分析：（1）由表中數據知道，輸入電壓U=220V，輸入電流I=20A，電池容量W=4.4kW·h

所以充電時輸入功率P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，充滿電的時間：t=W/P=44kW·h/4.4kW=10h

（2）因為車勻速行駛時受到的阻力為720N，所以汽車勻速直線運動時的牽引力 F=f=720N，因為不考慮電能轉化為機械能時能量的損失，所以電能全部轉化為動能則s=W/F=44kW·h/720N=2.2×105m=220km；

（3）汽車勻速行駛百公里機車做有用功W′=Fs′=720N×100×1000m=7.2×107J

消耗能量Q= W′/η=7.2×107J/24%=3×108J 耗油的體積V=Q/q=3×108J/3.0×107J/ L=10L。