Question

平安重庆，重庆人共享的幸福家园．如图所示是重庆警察使用的某型号的电动巡逻车，其主要技术参数如表所示．已知该电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功．总质量为120kg的两名巡警乘坐该车，在水平路面上以额定功率匀速行驶10min．求：

整车装备总质量	680 kg
电动机额定功率	1.2 kW
电动机额定工作电压	48 V
蓄电池容量	100 A?h
蓄电池充放电电压	48 V
最高时速	30 km/h

（1）电动机以额定功率行驶工作时通过电动机线圈的电流是多大？
（2）若行驶中电动车轮胎与地面的总接触面积为0.08m²，则人和车对地面的压强是多少？
（3）水平路面上以额定功率匀速行驶10min，巡逻车通过了多少路程？
（4）表中“100A?h”表示蓄电池充满电时储存的电荷量，相当于“It”的值，则蓄电池充足一次电可储存的能量是多少J？

Answer 1

分析：（1）由表可知电动机的额定功率，根据P=UI求出通过电动机线圈的电流；
（2）人和车对地面的压力等于两者重力之和，根据G=mg求出其大小，再根据压强公式求出人和车对地面的压强；
（3）知道电动机的额定功率和工作时间，根据W=Pt求出消耗的电能，根据电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，根据电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍求出阻力，利用W=Fs求出巡逻车通过的路程；
（4）知道蓄电池充满电时储存的电荷量，利用W=UIt=UQ求蓄电池充足一次电可储存的能量．

解答：解：（1）电动机以额定功率1.2kW行驶工作时，根据P=UI可得通过电动机线圈的电流：
I=

P

U

=

1.2×103W

48V

=25A；
（2）人和车对地面的压力：
F=G_总=m_总g=（680kg+120kg）×10N/kg=8000N，
人和车对地面的压强：
p=

F

S

=

8000N

0.08m2

=1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以额定功率匀速行驶10min，电动机消耗的电能：
W=Pt=1.2×10³W×10×60s=7.2×10⁵J，
∵电动机能把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，
∴巡逻车克服阻力做功：
W_f=Wη=7.2×10⁵J×80%=5.76×10⁵J，
∵电动巡逻车在水平路面上匀速行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，
∴巡逻车受到的阻力：
f=0.04G_总=0.04×8000N=320N，
∵W=Fs=fs，
∴巡逻车通过的路程：
s=

Wf

f

=

5.76×105J

320N

=1800m；
（4）蓄电池充足一次电可储存的能量：
W=UIt=UQ=48V×100A?h=48V×100A×3600s=1.728×10⁷J．
答：（1）电动机以额定功率行驶工作时通过电动机线圈的电流是25A；
（2）人和车对地面的压强是1×10⁵Pa；
（3）水平路面上以额定功率匀速行驶10min，巡逻车通过了1800m的路程；
（4）蓄电池充足一次电可储存的能量是1.728×10⁷J．

点评：电动车是生活中重要的交通工具，通过电动车把电功率公式、压强公式、重力公式、电功公式、机械效率、做功公式等联系起来，综合性很强，有一定的难度．