Question

目前市场上卖的一种电动自行车，是用一个电瓶（即蓄电池）来驱动的，己知一电动自行车的规格如下：

型号	额定电压	额定电流	最大载重	最大时速	自重
X2004HGx	36V	5A	55kg	20km/h	20kg

（1）当某人满载匀速行驶1小时，克服摩擦做的功是多少？（已知他所受的阻力是车自重的0.04倍）
（2）1小时内此车所消耗的电能是多少？
（3）此电动车的效率是多少？
（4）如果用汽油机驱动它，效率为40%，需要多少汽油？（已知汽油的热值是q=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）根据车的质量和最大载重量求出其总重力，然后可知他所受的阻力，根据s=vt可求出克服阻力所走的距离，然后利用W=fs即可求出克服摩擦做的功；
（2）根据W=UIt可求1小时内此车所消耗的电能．
（3）克服摩擦力做的功与消耗电能的比值就是此电动车的效率．
（4）根据公式Q=qm可求汽油释放的能量，克服摩擦力做的功与汽油释放的能量的比值就是汽油机的效率，根据此等式求出消耗汽油的质量．

解答：解：（1）车总重G=mg=（55kg+20kg）×10N/kg=750N，
f=0.04G=0.04×750N=30N，v=20km/h，t=1h，
s=vt=20km/h×1h=20km=2×10⁴m，
W=fs=30N×2×10⁴m=6×10⁵J．
（2）车的额定功率P=UI=36V×5A=180W；
1h内此车所消耗的电能是W₁=Pt=180W×3600s=6.48×10⁵J．
（3）电动自行车的效率η=

W

W1

×100%=

6×105J

6.48×105J

×100%≈92.6%；
（4）燃烧汽油的效率为η′=

W

Q

=

W

mq

；
所以消耗汽油的质量为m=

W

η′q

=

6×105J

40%×4.6×107J/kg

≈0.033kg．
答：（1）当某人满载匀速行驶1小时，克服摩擦做的功是；
（2）1小时内此车所消耗的电能是6.48×10⁵J；
（3）此电动车的效率是92.6%；
（4）需要0.033kg汽油．

点评：电动自行车是我们生活中比较常见的交通工具，电动自行车用到了很多物理知识，也是中考的一个热点，需要引起我们的注意．本题考查重力、摩擦力、路程、做功、额定功率、效率等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要学会从题目所给信息中找到有用的数据，解题过程中要注意单位的换算．