题目内容

16.某新能源汽车,当车启动或低速行驶时,电池驱动电动机工作,电机两端的电压为240V,通过的电流为80A;当该车高速行驶或电池储存的电能不足时,内燃机工作,若汽车所受摩擦力为2000N,汽车以108km/h匀速行驶10min,内燃机消耗汽油1.5kg,蓄电池电能增加了8×106J,(汽油机的热值q=4.6×107J/kg)
求:(1)汽车启动时,驱动电机的电功率是多大?
(2)该车匀速行驶10min克服摩擦力所做的功是多少?
(3)汽车内燃机的工作效率是多大?

分析 (1)知道电池驱动电动机工作时电动机两端的电压和通过的电流,根据P=UI求出驱动电机的电功率;
(2)知道汽车行驶的速度和时间,根据s=vt求出行驶的距离,根据W=fs求出克服摩擦力所做的功;
(3)知道消耗汽油的质量和热值,根据Q放=mq求出完全燃烧释放的热量,有用功为克服摩擦力做的功和蓄电池增加的电能之和,利用效率公式求出汽车内燃机的工作效率.

解答 解:(1)汽车启动时,驱动电机的电功率:
P=UI=240V×80A=19200W=19.2kW;
(2)由v=$\frac{s}{t}$可得,汽车行驶的路程:
s=vt=108km/h×$\frac{10}{60}$h=18km=18000m,
克服摩擦力所做的功:
W=fs=2000N×18000m=3.6×107J;
(3)汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=mq=1.5kg×4.6×107J/kg=6.9×107J,
汽车行驶时所做的有用功:
W有=W+E=3.6×107J+8×106J=4.4×107J,
汽车内燃机的工作效率:
η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.4×1{0}^{7}J}{6.9×1{0}^{7}J}$≈63.8%.
答:(1)汽车启动时,驱动电机的电功率是19.2kW;
(2)该车匀速行驶10min克服摩擦力所做的功是3.6×107J;
(3)汽车内燃机的工作效率是63.8%.

点评 本题考查了电功率公式、速度公式、做功公式、燃料完全燃烧释放热量公式、效率公式的综合应用,明确汽车行驶时所做的有用功是关键,计算过程要注意单位的换算.

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