Question

（1）电动车是一种新的交通工具下表是某品牌电动自行车的部分技术参数．
①蓄电池一次充足电可储存的能量是多少

××牌电动自行车
型号	TDE082	整车质量	80kg
最大储存电量	3.5×106J	轮胎承受最大压强	2×105Pa
输出电压	DC48V	最高车速	20km/h
噪声	≤62dB	出厂日期

②行驶过程中轮胎与地面的总接触面积为0.01m²，它在水平公路上行驶时，最大载重量是多大？
③若蓄电池只能把储存能量的60%用于电动自行车行驶时克服阻力做功，车在平直公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则蓄电池充满一次电电动车最多能连续电动行驶多远？
④若电动自行车的效率为80%，行驶过程中所受阻力为40N．车以4m/s的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流是多少？（g取10N/kg）
（2）如图甲所示，当开关S接a时，移动滑动变阻器的滑片P，根据测出的电流、电压值，画出了定值电阻R₀的U-I图象，当开关S接b时，同样根据测出的电流、电压值，画出了灯泡L的U-I图象，如图乙所示，①求定值电阻R₀的阻值．②将R₀与灯泡L串联接在6V的电源上，电路中的电流为0.4A，求灯丝的实际电阻值；③将R₀与灯泡L并联接入电路并调节电源电压，当R₀消耗的电功率为4.9W时，灯泡L恰好正常发光，求灯泡L的额定电功率．

Answer 1

分析：（1）①由表中信息可知，蓄电池一次充足电可储存的能量．
②由表中数据可知，轮胎所能承受的最大压强是2×10⁵Pa，
已知轮胎与地面的接触面积，由压强公式的变形公式求出求出自行车对地面的压力，
然后由G=mg的变形公式求出自行车（包括载重）的最大质量，最后求出最大载重．
③求出蓄电池能释放的电能，然后由功的变形公式求出自行车行驶的最大距离．
④已知自行车的效率，求出自行车的数出功率，然后由功率变形公式求出自行车的工作电流．
（2）①由U-I图象找出定值电阻电压对应的电流，然后由欧姆定律求出电阻阻值．
②由U-I图象找出电流为0.4A时，灯泡两端的电压，然后由欧姆定律求出灯泡电阻．
③由电功率的变形公式求出并联电压，此时灯泡正常发光，可以求出灯泡额定电压；
由U-I图象找出灯泡额定电压对应的电流，然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率．

解答：解：（1）①由表中信息可知：蓄电池一次充足电储存的能量是3.5×10⁶J．
②由表中信息可知轮胎承受最大压强P_Max=2×10⁵Pa，
∵P=

F

S

，
∴轮胎能承受的最大压力F_最大=P_最大 S=2×10⁵Pa×0.01m²=2000N；
在水平路面上F_最大=G_最大=2000N，
∵G=mg，
∴自行车最大总质量m=

G最大

g

=

2000N

10N/kg

=200kg；
自行车最大载重量M_载=m-m_车=200 kg-80 kg=120kg；
③由题意得：自行车输出电能W=3.5×10⁶J×60%=2.1×10⁶J，
自行车在水平路面上做匀速直线运动，则F=f=40N，
∵W=Fs，
∴自行车行驶距离s=

W

F

=

2.1×106J

40N

=52500m．
④自行车行驶时的功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=40N×4m/s=160W，
自行车的输出功率P=UI×80%=Fv，即48VI×80%=40N×4m/s，则I=4.2A．
（2）①由U-I图象可知，
定值电阻电压为U₀=4V时，I=0.4A，
∵I=

U

R

，
∴电阻R₀=

U0

I

=

4V

0.4A

=10Ω；
②由U-I图象可知，
电流I=0.4A时，灯泡电压U_L=2V，
∵I=

U

R

，
∴灯泡电阻R_L=

UL

I

=

2V

0.4A

=5Ω；
③∵P=

U2

R

，
∴并联电压U=U₀=

P0R0

=

4.9W×10Ω

=7V，
此时灯泡正常发光，因此灯泡额定电压是7V；
由U-I图象可知，U=7V时，通过灯泡的电流I_L=0.8A，
灯泡额定功率P_L=U_LI_L=7V×0.8A=5.6W．
答：（1）①蓄电池一次充足电可储存的能量是3.5×10⁶J．
②自行车最大载重量是120kg．
③电动车最多能连续电动行驶52500m．
④以4m/s的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流是4.2A．
（2）①定值电阻R₀的阻值是10Ω．
②灯丝实际电阻是5Ω．
③灯泡额定电压是7V，额定功率是5.6W．

点评：本题是一道综合计算题，涉及的知识点很多，认真分析表中数据、认真分析U-I图象，获取所需信息是正确解题的前提与关键．