Question

17．為提倡環(huán)保，促進(jìn)節(jié)能減排，云南各旅游景點(diǎn)都在使用電動(dòng)光觀車，下表為一輛電動(dòng)觀光車銘牌上部分參數(shù)如表格所示，某次搭載乘客時(shí)車與人的總質(zhì)量為1500kg，假設(shè)車在額定功率下以10m/s的速度沿水平路面勻速行駛20min，所受阻力為車與人總重力的0.02倍，g取10N/kg，求：

最大允許總質(zhì)量	1800kg
核定載客人數(shù)	12
電動(dòng)機(jī)額定功率	4.2kW
電動(dòng)機(jī)額定電壓	48V
電池容量	145Ah

（1）若車輪與地面的總接觸面積為400cm²，該過程電動(dòng)車在水平路面靜止時(shí)對地面的壓強(qiáng)；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流
（3）該過程電動(dòng)車牽引力所做的功；
（4）該過程電動(dòng)機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）電動(dòng)車對地面的壓力等于人和電動(dòng)車的總重力，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出車對地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)P=UI求通過電動(dòng)機(jī)的電流；
（3）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛路程，勻速行駛，牽引力等于阻力，根據(jù)W=Fs求出電動(dòng)車牽引力所做的功；
（4）根據(jù)W=Pt求出消耗的電能，再根據(jù)η=$\frac{W}{{W}_{總}}$求出電動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）電動(dòng)車對地面的壓力F=G=mg=1500kg×10N/kg=15000N，
電動(dòng)車在水平路面靜止時(shí)對地面的壓強(qiáng)：
P=$\frac{F}{S}$=$\frac{15000N}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=3.75×10⁵Pa；
（2）由P=UI得：
電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{4200W}{48V}$=87.5A；
（3）電動(dòng)車的牽引力：F=f=0.02G=15000N×0.02=300N，
時(shí)間t=20min=1200s，
由v=$\frac{s}{t}$得：
行駛路程：s=vt=10m/s×1200s=12000m，
電動(dòng)車牽引力所做的功：
W=Fs=300N×12000m=3.6×10⁶J；
（4）消耗的電能：W_電=Pt=4200W×1200s=5.04×10⁶J，
電動(dòng)機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{{W}_{總}}$×100%=$\frac{3.6×1{0}^{6}J}{5.04×1{0}^{6}J}$×100%=71.4%．
答：（1）電動(dòng)車在水平路面靜止時(shí)對地面的壓強(qiáng)為3.75×10⁵Pa；
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電流為87.5A；
（3）該過程電動(dòng)車牽引力所做的功為3.6×10⁶J；
（4）該過程電動(dòng)機(jī)的效率為71.4%．

點(diǎn)評 本題考查了壓強(qiáng)的計(jì)算、二力平衡條件的應(yīng)用和功率、功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用，還要注意知道電動(dòng)的效率是指電動(dòng)機(jī)對自行車做的功和電動(dòng)機(jī)消耗電能的比值．