Question

【题目】电动自行车已是我们生活中必不可少的交通工具（如图所示）．电动骑行时，蓄电池给车上的电动机供电，为车提供动力．如表是某种型号电动自行车主要的技术参数．问：

整 车	质 量	40kg
	最高车速	20km/h
	轮胎限压	2×105Pa
	最大噪声	62dB
蓄电池	36V/10Ah
电动机	额定电压	36V
	额定功率	240W
	电动机效率	80%

（1）电动自行车在构造上利用了很多物理知识，请你仿照例句，另外写出一条不同的构造与原理．
（2）行驶过程中每个轮胎与地面的接触面积为0.005m2 ， 某中学生骑着该电动自行车在平直的公路试计算地面受到的压强是多大？（g取10N/kg，中学生体重取60 kg）
（3）电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是多大？
（4）行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电机能把80%的电能转化为克服阻力做功．质量为60kg的小明骑着这辆电动车，在平直公路上以额定功率匀速电动行驶10min，通过的路程是多少？（g取10N/kg）
（5）从环保的角度考虑，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？（列举一条）

Answer 1

【答案】
（1）轮胎做得凹凸不平，是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦

示例：车座做成宽大的马鞍状，是通过增大受力而积来减小压强．

（2）解：∵G=mg，F=G，

∴地面受到的压力为F=G=（m车+m人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N，

地面受到的压强为p= = =1×105Pa

（3）解： ∵P=UI，

∴电动车正常行驶时通过的电流为I= ≈6.7A

（4）解：∵水平匀速行驶，

∴电动车受到的牵引力为F=f=0.04G=0.04×1000N=40N，

∵P= ，

∴消耗的电能为W电=Pt=240W×10×60s=1.44×105J，

∵η= ，

∴机械能做的功为W机=80%W电=80%×1.44×105J=1.152×105J，

∵W=Fs，

∴电动自行车行驶的路程为s= =2.88×103m

（5）电动车的优点是：节能、噪声小、无尾气
【解析】（1）观察电动车的构造都有哪些，然后将它的构造部分（如轮胎，车闸，反光镜，脚踏板，尾灯，轴承等）结合物理知识得出答案；（2）已知电动自行车的质量和中学生的质量，可以得到总质量；已知总质量可以得到总重力，电动自行车行驶过程中对地面的压力等于总重力；已知压力和接触面积，利用公式p= 得到电动车对地面的压强；（3）参数中，已知电动车的额定功率和额定电压，所以算电流，可根据电功率公式的变形式I= 算出；（4）本题中有一个等量关系，就是80%的电能转化为克服阻力做功．解答本题就需要根据这个关系进行求解．我们可先求出人和车的总重力，然后求出车受到的阻力，最后根据80%的电能转化为克服阻力做功这个关系和W=Pt、W=Fs这两个公式建立一个等式，就可以求出电动车通过的路程．（5）可以从有无噪声和尾气污染角度考虑．
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识，掌握压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa），以及对功率计算公式的应用的理解，了解功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．