电动汽车是我国重点发展的项目.已经走进我们的家庭．己知某款电动汽车满载时.人和车总质量为1500kg．电动汽车工作时的电路原理如图所示.在电动汽车行驶时.通过改变调速电阻来调节电动机的转速.改变汽车的速度.当汽车行驶速度最大时.电压表示数为200V.电流表示数为15A.此时最大车速为36km/h.勻速行驶时汽车受到的阻力为车总重的0.01倍� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

8．

电动汽车是我国重点发展的项目，已经走进我们的家庭．己知某款电动汽车满载时，人和车总质量为1500kg．电动汽车工作时的电路原理如图所示，在电动汽车行驶时，通过改变调速电阻来调节电动机的转速，改变汽车的速度，当汽车行驶速度最大时，电压表示数为200V，电流表示数为15A，此时最大车速为36km/h，勻速行驶时汽车受到的阻力为车总重的0.01倍．请你用学过的物理知识解答下面的问题．（电池组内阻忽略不计）
（1）电动汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力为多少？（g=10N/kg）
（2）若电动汽车以最大车速行驶lh，电动机消耗的电能是多少？
（3）己知电动机的内阻为1Ω，求lh内电动机产生的热量？
（4）调节调速滑片，当电压表示数为150V，电流表示数为10A时，求调速电阻接入电路中的电阻．

分析（1）由题知，汽车匀速行驶时受到平衡力，由此计算牵引力；
（2）由W=UIt计算电动机消耗的电能；
（3）由Q=I²Rt计算lh内电动机产生的热量；
（4）由图可知，调速电阻与电动机串联，电压表测电动机两端电压，电流表测电路中电流，由串联电路特点和欧姆定律计算调速电阻接入电路中的电阻．

解答解：
（1）汽车匀速行驶时，水平方向的牵引力与阻力是一对平衡力，
所以牵引力F=f=0.01G=0.01mg=×0.01×1500kg×10N/kg=150N；
（2）当汽车行驶速度最大时，电压表示数为200V，电流表示数为15A，
所以电动汽车以最大车速行驶lh，电动机消耗的电能：
W=UIt=200V×15A×3600s=1.08×10⁷J；
（3）由Q=I²Rt可得，lh内电动机产生的热量：
Q=I²Rt=（15A）²×1Ω×3600s=8.1×10⁵J；
（4）由图可知，调速电阻与电动机串联，电压表测电动机两端电压，电流表测电路中电流，
速度最大时，调速电阻连入阻值为0，所以电源电压U=200V，
当电压表示数为150V时，由串联电路特点可知，调整电阻两端电压：
U_R=U-U_M=200V-150V=50V，
电路中电流：I_R=I_M=10A，
所以此时调速电阻接入电路中的电阻：
R=$\frac{{U}_{R}}{{I}_{R}}$=$\frac{50V}{10Ω}$=5Ω．
答：（1）电动汽车以最大速度匀速行驶时，牵引力为150N；
（2）若电动汽车以最大车速行驶lh，电动机消耗的电能是1.08×10⁷J；
（3）lh内电动机产生的热量8.1×10⁵J；
（4）调节调速滑片，当电压表示数为150V，电流表示数为10A时，调速电阻接入电路中的电阻为5Ω．