题目内容
【题目】2016年雾霾天气调查报告显示,我国雾霾天气现象增多,危害加重.造成雾霾天气的最主要“元凶”是PM2.5.
(1)某科研队伍成功研制出PM2.5净化器,其原理如图1所示.闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来.当颗粒物通过光洁金属网C后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住,这是因为 .
(2)大力发展电动汽车,减少燃油汽车的尾气排放量是防止雾霾天气的有效措施.电动汽车没有传统无轨电车的“辫子”、没有尾气排放,乘客上下车的间隙时间可充满电,充满电后可使电车正常行驶20分钟.刹车和下坡时,还可把大部分的刹车能量转成电能回收储存再使用. 超级电容储能式现代电车将在我国一些大城市投入使用.若某辆电车的技术参数如下表:
整备质量(吨) | 12 |
座位数(人) | 50~60 |
电动机工作电压(V) | 500 |
电动机的线圈电阻(Ω) | 2 |
行李舱(m3) | 0.6 |
轮胎数(只) | 12 |
最高车速(km/h) | 80 |
①若电车电瓶已消耗完电,在乘客上下车的间隙对电瓶充电,要使该车以12m/s的速度是在水平路面上匀速行驶15分钟,电动机线圈中的电流为40A,则至少要向电瓶充多少千瓦时的电?
②若不计电动机发热以外的其他能量损耗,此时汽车的牵引力是多大?
【答案】
(1)异种电荷互相吸引
(2)解:①电动机输出功率为:
P=UI=500V×40A=20000W=20kW,
汽车行驶时间t=15min=0.25h,
汽车消耗的电能为:
W电=Pt=20kW×0.25h=5kWh,
所以至少要向电瓶充5kWh的电;
②电动机发热损耗的功率:
P热=I2R=(40A)2×2Ω=3200W,
则电动机的机械功率:
P=P电﹣P热=20000W﹣3200W=16800W,
电车的速度v=12m/s,
由P=Fv得,电车的牵引力为:
F= = =1400N.
答:①至少要向电瓶充5千瓦时的电;②此时汽车的牵引力是1400N
【解析】解:(1)当颗粒物快速通过光洁金属网C后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住,这是因为异种电荷相互吸引. 答:异种电荷互相吸引;
【考点精析】掌握电功的计算是解答本题的根本,需要知道电功计算公式:W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒).