Question

在農村，電動自行車（如圖所示）已是生活中最重要的交通工具之一．下表是 某種型號電動自行車主要的技術參數．一個體重為700N的人騎著電動車在水平路面勻速行駛，已知電動自行車受到的阻力是人與車總重的0.02倍，在額定功率下行駛了5min，通過了2.4km距離．
（1）求電動車的牽引力及正常工作的額定電流．
（2）求牽引力所做的功及電動車的效率．
（3）從環保的角度考慮，與摩托車相比，電動自行車有什么優點？（列舉1條）

整 車	重　 量	300N
電動機	額定電壓	36V
	額定功率	200W

Answer 1

已知：U_額=36V P_額=200W G=330N+700N=1000N f=0.02G s=2.4km=2400m t=5min=300s
求：（1）F=？I=？（2）W_動=？η=？
解：（1）①電動車的牽引力F=f=0.02G=0.02×1000N=20N；
②∵P=UI
∴電動自行車以額定功率行駛時的工作電流：I==≈5.56A．
（2）牽引力做的功為W_動=Fs=20N×2400m=48000J；
∵P=
∴消耗的電能為W=Pt=200W×300s=60000J
電動車的效率為η==×100%=80%；
（3）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；
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，當然還有一個優點，就是沒有噪音．
答：（1）電動車的牽引力為20N；
電動自行車以額定功率行駛時的工作電流是5.56A．
（2）牽引力做的功為48000J；電動車的效率為80%．
（3）電動自行車的優點：節能、無尾氣、無噪音．
分析：（1）①已知車重和體重可以得到總重，已知阻力與總重的關系，可以得到阻力，由于電動車勻速行駛，所以牽引力等于阻力；
②已知電動自行車的額定電壓和額定功率，則可直接根據電功率公式的變形式I=算出電動自行車行駛時的工作電流；
（2）①已知牽引力和電動車行駛的路程，利用公式W=Fs得到牽引力做的功；
②已知電動車的額定功率和行駛時間，利用公式W=Pt得到消耗的電能；牽引力做的功與電動車消耗的電能之比為電動車的效率；
（3）摩托車的發動機屬于內燃機，消耗汽油會排出大量的廢氣；而電動機是將電能轉化為動能，不會產生廢氣．
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，電功率的計算，功的計算，熱機、電動機的效率，是一道好題，難易適中．