Question

電動(dòng)自行車(chē)已是我們生活中必不可少的交通工具．在行駛過(guò)程中，車(chē)載蓄電池給電動(dòng)機(jī)供電，為車(chē)提供動(dòng)力．下表是某種型號(hào)電動(dòng)自行車(chē)主要的技術(shù)參數(shù)．問(wèn)：

整  車(chē)	質(zhì)    量	35kg
	最高車(chē)速	30km/h
	輪胎限壓	2×105Pa
蓄電池	36V/10Ah
電動(dòng)機(jī)	額定電壓	36V
	額定功率	240W
	電動(dòng)機(jī)效率	80%

（1）該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流是多大？
（2）質(zhì)量為50kg的某中學(xué)生騎著該電動(dòng)自行車(chē)在平直的公路上行駛，行駛過(guò)程中每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.005m²，試計(jì)算地面受到的壓強(qiáng)是多大？（g取10N/kg）
（3）如果保持輪胎與地面的接觸面積不變，由表格數(shù)據(jù)可知，該車(chē)最多還可載重多少千克？
（4）從環(huán)保的角度考慮，與摩托車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)有什么優(yōu)點(diǎn)？（列舉兩條）

Answer 1

分析：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)自行車(chē)的額定功率和額定電壓，根據(jù)P=UI求出工作電流；
（2）電動(dòng)自行車(chē)對(duì)地面的壓力等于中學(xué)生和電動(dòng)車(chē)的重力之和，利用G=mg求出其大小，再根據(jù)p=

F

S

求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）由表可知輪胎的限壓，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出承受的最大壓力，再利用重力公式求車(chē)、貨、人的總質(zhì)量，進(jìn)而求出該車(chē)最多還可載重；
（4）摩托車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)屬于內(nèi)燃機(jī)，消耗汽油會(huì)排出大量的廢氣，內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)化效率不高；而電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，從表格中的數(shù)據(jù)可知，電動(dòng)機(jī)的效率很高．

解答：解：（1）根據(jù)P=UI可得，該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流：
I=

P

U

=

240W

36V

≈6.67A；
（2）地面受到的壓力：
F=G=（m_車(chē)+m_人）g=（35kg+50kg）×10N/kg=850N，
地面受到的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

850N

2×0.005m2

=8.5×10⁴Pa；
（3）輪胎能承受的最大壓力：
F_max=p_maxS=2×10⁵Pa×（2×0.005m²）=2000N，
車(chē)、貨、人的總質(zhì)量：
m=

G′

g

=

Fmax

g

=

2000N

10N/kg

=200kg，
該車(chē)最多還可載重：
m_貨=m-m_車(chē)-m_人=200kg-35kg-50kg=115kg；
（4）摩托車(chē)使用的是汽油機(jī)，它工作時(shí)要消耗汽油，而汽油在燃燒時(shí)并不能完全的燃燒，且汽油機(jī)工作時(shí)會(huì)排出大量的廢氣，廢氣帶走相當(dāng)多的熱量白拜浪費(fèi)掉了，所以汽油機(jī)的效率不是很高，約為40%；而電動(dòng)自行車(chē)使用的是電動(dòng)機(jī)，它工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，不會(huì)產(chǎn)生廢氣，且由于電動(dòng)機(jī)的效率比較高為80%，所以電動(dòng)機(jī)更節(jié)能一些，當(dāng)然還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是沒(méi)有噪音．
答：（1）該電動(dòng)自行車(chē)以額定功率行駛時(shí)的工作電流約為6.67A；
（2）地面受到的壓強(qiáng)是8.5×10⁴Pa；
（3）該車(chē)最多還可載重115kg；
（4）節(jié)能、噪聲小、無(wú)尾氣等．

點(diǎn)評(píng)：本題圍繞我們熟悉的交通工具---電動(dòng)自行車(chē)，考查了電功率與電壓、電流的關(guān)系，重力的計(jì)算，壓強(qiáng)的計(jì)算，熱機(jī)、電動(dòng)機(jī)的效率，是一道好題，難易適中．