Question

【题目】我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电．
（1）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是
（2）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示．汽车上的电机（充当电动机时）的额定功率应该（选填“大于”、“等于”或“小于”）30kW．简单说明你判断的理由：

输出电压/V	300
额定功率/kW	30
最大容量/kWh	30
质量/kg	320

（3）测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h，汽车消耗汽油5kg，同时这个期间测试人员观察到：蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值．已知汽油的热值为4.6×107J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示． 计算：①牵引力做功为多少；
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大．

Answer 1

【答案】
（1）电磁感应现象
（2）小于；蓄电池的额定功率为30kW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率
（3）解：汽车通过的路程：

S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，

由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，

牵引力做的功：

W1=Fs=2000N×25000m=5×107J，

燃油完全燃烧放出的热量：

Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J，

由题意可知蓄电池获得的电能：

W2=（30﹣30×80%）kWh=2.16×107J，

有效利用的能量：W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，

总能量：W总=Q放=2.3×108J，

内燃机的效率：

η= ×100%= ×100%≈31%

【解析】解：（1）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是电磁感应现象；（2）因为蓄电池的额定功率为30kW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所以汽车上的电机的额定功率应该小于30kW；
【考点精析】利用电磁感应的概念和功的计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流；功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．