Question

【题目】插电式混合动力汽车于今年3月正式上市，百公里平均油耗约1.7升．它有两种动力系统，汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的消耗．两种动力系统也可独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车不同：只使用电力时，由电动机提供动力．如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能（储存电能的本领是表示电池容量的另一方式），该汽车匀速行驶时受到的阻力为1440N，求：

（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？

（2）该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少？

（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，电能转化为机械能的效率为80%，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km？

（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值为5.0×107J/L（即焦耳/升），汽油机的效率为24%，汽车匀速行驶100km的油耗是多少升．

Answer 1

【答案】10h 1.44×108 88 12L

【解析】（1）充电时输入功率：P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，

由P=W/t可知，充满电的时间：t=W/P=44kWh/4.4kW=10h；

（2）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，汽车受到的牵引力：F′=f=1440N，

该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功：W′=F′s=1440N×100×103 m=1.44×108 J；

（3）蓄电池充满电后，由η=W机械/W×100%可得，获得的机械能即牵引力做的功：

W机械 =Wη=44×3.6×106 J×80%=1.2672×108 J，

s′=W机械/F′=1.2672×108J/1440N=8.8×104 m=88km；

（4）汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功W′=1.44×108 J，

由η=W/Q×100%可得，汽油完全燃烧释放的热量：Q放 =W′/η=1.44×108J/24%=6×108 J，

由Q放 =Vq可得，消耗汽油的体积：V=Q放/q=6×108J/5.0×107J/L=12L；