Question

（2012?淮北模擬）為緩解城市公交運輸壓力，我校綜合實踐活動小組針對我市淮海路交通擁擠現象，設計電力機車專用道．同學們收集到電力機車和公交汽車在某段運行區間內的相關數據如下：

××型號電力機車	電力機車 功率106W	平均速度 60km/h	牽引力 5×103N	額定載客量80人
××型號公交汽車	燃油熱值 4×107 J/kg	平均速度 15km/h	牽引力 3000N	額定載客量40人

（1）甲、乙兩車站相距2.1km，電力機車運行需要多長時間？消耗多少電能？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.4kg，行駛2.1km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？
（3）根據題中獲得的信息，從物理學角度談一談電力機車作為交通工具的優點．（寫出一條即可）

Answer 1

分析：（1）由表中數據可知電力機車的速度與電功率，由速度的變形公式可以求出機車的運動時間，
由電功率的變形公式可以求出機車消耗的電能；
（2）先出公交車消耗的燃油完全燃燒釋放的熱量，求出公交車的由于功，再求出公交車的效率；
（3）從節能環保等角度分析電動機車的優點．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，∴電動機車的運行時間t=

s

v

=

2.1km

60km/h

=0.035h；
∵P=

W

t

，∴電動機車消耗的電能W=Pt=10³kW×0.035h=35kW?h；
（2）燃油釋放的熱量Q=mq=0.4kg/km×2.1km×4×10⁷ J/kg=3.36×10⁷J，
公交車做的功W=Fs=3000N×2100m=6.3×10⁶J，
公交車的效率η=

W

Q

×100%=

6.3×106J

3.36×107J

×100%=18.75%；
（3）由表中電動機車與公交車的參數及以上計算可知，電動機車具有以下優點：
①速度快（或節省運行時間）；②機械效率高；③乘客人均消耗能量較少（節能）；④無廢氣污染（或環保）．   
答：（1）電力機車運行需要0.035h；消耗35kW?h的電能．
（2）燃油完全燃燒放出的熱量是3.36×10⁷J，公交汽車的效率是18.75%．
（3）①速度快（或節省運行時間）；②機械效率高；③乘客人均消耗能量較少（或節能）；④無廢氣污染．

點評：本題考查了求運動時間、消耗的電能、燃油放出的熱量、公交車的效率、電動機車的優點等問題，涉及的知識點較多，是一道學科綜合題，熟練掌握基礎知識即可正確解題．