Question

小明和同学们在“社会调查实践”活动中得知，目前混合动力汽车已在许多城市投入使用．

（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机在3min内做的功为多大？
（2）若该车在平直路面上，以72km/h匀速行驶10min，其内燃机消耗汽油1.2kg，动力电池储存的电能增加了7.2×10⁶J．汽车行驶时所受的阻力与速度的关系如图所示试计算该车内燃机的效率（不计内燃机外机械传动及充电过程中的能量损失）（汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg）
（3）此次“社会调查实践”活动，大家收获很大．请淡谈你对混合动力汽车的了解．

Answer 1

解：（1）驱动电机在3min内做的功为：
W=UIt=250V×80A×3×60s=3.6×10⁶J；
答：驱动电机在3min内做的功为3.6×10⁶J．
（2）燃烧汽油放出的热量Q_放=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J，
W_总=Q_放=5.52×10⁷J；
由图象可知当速度为72km/h时，对用的阻力f=1.7×10³N，
因车匀速运动，故车的牵引力F=f=1.7×10³N，
W_有=W_F+W_电=Fvt+W_电=1.7×10³N×m/s×10×60s+7.2×10⁶J=2.76×10⁷J，
η===50%．
答：该车内燃机的效率为50%．
（3）①该混合动力汽车低速行驶时，只用电力可以：省燃料、节能、零排放、环保；起刹车平稳，安全．
②它高速行驶时，燃烧的燃料既可提供车行驶所需动力，又可以给动力电池充电，促进了燃油的广泛利用．
③全力加速时，内燃机和动力电池同时提供车行动力，可使车在较崎岖路面行驶，提高了汽车使用率．
分析：（1）已知驱动电机两端的电压和通过的电流以及做功时间，根据W=UIt求出汽车启动时电机做的功．
（2）根据Q=mg求出燃烧汽油放出的热量即为总功；根据图象得出对应的阻力，根据而二力平衡条件可知汽车匀速运动时牵引力和阻力相等，根据W=Pt=Fvt求出牵引力做的功，再加上动力电池储存的电能即为总功，利用效率公式求出该车内燃机的效率．
（3）根据表格信息可根据节能、环保、安全、利用率等方面谈一下大家的收获．
点评：本题考查电功和阻力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道汽车做匀速运动时牵引力等于阻力，在解题过程中还要注意单位的换算．