题目内容
【题目】如图所示,2009年国庆群众游行队伍中的国徽彩车,不仅气势磅礴而且还是一辆电动车,充一次电可以走100公里左右.假设这辆电动彩车总质量为6.75×103kg,当它匀速通过天安门前500m的检阅区域时用时250s,驱动电机的输入电流I=10A,电压为300V,电动彩车行驶时所受阻力为车重的0.02倍.g取10m/s2 , 不计摩擦,只考虑驱动电机的内阻发热损耗能量,求:
(1)驱动电机的输入功率;
(2)电动彩车通过天安门前时牵引汽车前进的机械功率;
(3)驱动电机的内阻和机械效率.
【答案】
(1)
解:驱动电机的输入功率 P入=U I=300×10W=3000W
(2)
解:彩车匀速行驶的速度 V= =
彩车的牵引力F牵=f阻=Kmg=0.02×6.75×103×10N=1350 N
彩车的机械功率 P机=F V=1350×2W=2700 W
(3)
解:电机内阻的发热功率 P热=P入﹣P机=3000﹣2700W=300 W
又 P热=I2 r
所以 r= =3Ω
机械效率η= ×100%=90%
【解析】解出阻力,驱动力等于阻力,再解出速度,根据P=Fv,求解驱动力的功率,即电机的输出功率;先解出输入电功率,再根据P热=P入﹣P出解出热功率,根据P热=I2R计算电机的电阻;根据η= 计算驱动电机的机械效率.
【考点精析】本题主要考查了电功率和电功的相关知识点,需要掌握电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能.因此电功W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式. ? 单位时间内电流做的功叫电功率,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式才能正确解答此题.
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