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【题目】阅读短文,回答问题:
电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱。通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源。为了能使蓄电池的使用寿命更为长久,作了放电余留20%左右即停止电能输出的电路设计。
如表是某型号电动自行车的相关数据。
整 车 | 整车质量 | 40kg |
最高车速 | 10m/s | |
最大噪声 | 62dB | |
效 率 | 75% | |
蓄电池 | 容 量 | 0.5kWh |
供电电压 | 48V | |
电动机 | 额定电压 | 48V |
(1)如图所示的实验中,能反映电动机工作原理的是如图丙中的_____。
(2)关于电动车,下列说法中错误的是_____。
A.电瓶车手把相当于轮轴
B.紧急刹车时,人会向前倾导致人的动能变大
C.行驶过程中轮胎发热,轮胎内能一定增大
D.后视镜用凸面镜是为了扩大视野
(3)电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的_____(填物理实验器材名称),它和电动机应该_____选填“串联”或“并联”)在一起使用。
(4)该电动车最多能输出的机械能为_____J.
(5)小明骑着该电动车,以最大规定速度在水平路面匀速行驶时,且该电动车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示。则该过程中电动车克服摩擦力做功的功率为225W,则小明的质量是_____kg。(g取10N/kg)
【答案】C B 滑动变阻器 串联 1.08×106 50
【解析】
(1)电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的。
A.图中没有电源,则导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电流计指针发生偏转,说明产生了感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,不符合题意;
B.是奥斯特实验,说明了通电导线周围存在磁场,不符合题意;
C.图中有电源,闭合开关后,通电导线在磁场中受力运动,是电动机的原理,符合题意;
D.探究的是电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系,故不符合题意;
(2)A.自行车的车把实际上是一个轮轴,动力作用在轮上,是省力杠杆,故A正确。
B.紧急刹车时,由于惯性人要继续向前运动,所以人会向前倾,人会向前倾不会导致人的动能变大,故B错误。
C.行驶过程中轮胎克服摩擦做功,机械能转化为内能,使轮胎的内能增加,温度升高而发热,故C正确。
D.凸面镜对光线有发散作用,能成正立、缩小的虚像,因此利用凸面镜可以达到扩大视野的目的,故D正确。
(3)电路中的电流大小可通过滑动变阻器来改变,电流变化了,电动机的转速就会改变,因此电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的滑动变阻器。在连接时,它和电动机应该串联在一起使用。
(4)电动车在使用过程中,将电能转化为机械能,因此该电动车最多能输出的机械能
。
(5)已知最大功率P=225W,
由可得,;
已知摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象为正比例图象。
由图像可知,当f=5N时,车辆和人的总质量M’=20kg,则阻力为1N时,车辆和人的总质量为4kg,则当f=22.5N时,车辆和人的总质量M=22.5N×4kg/N=90kg,
则小明的质量m小明=M-m车=90kg-40kg=50kg。