题目内容

13.混合动力汽车是一种新型汽车,它有两种动力系统.汽车加速,汽油机提供的动力不足时,蓄电池的电能转化为动能,使汽车加速更快;汽车减速,汽车动能转化为电能,由蓄电池贮存起来,减少能量的浪费.两种动力系统也可以独立工作,只有汽油机工作时,与一般的汽车相同;只使用电力时,由电动机提供动力.如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌,其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能.该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N.求:
电池容量44kW•h
输入电压220V
输入电流20A
输出电压150V
(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电需要的时间;
(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离(不考虑电能转化为机械能时能量的损失);
(3)仅由汽油机提供动力,汽油机的效率为24%,汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升?(假设汽车受到的阻力不变,汽油的热值为3.0×107J/L(即焦耳/升).

分析 (1)利用P=UI求充电时输入功率,再利用P=$\frac{W}{t}$求充满电的时间;
(2)因为汽车匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等;不考虑电能转化为机械能时能量的损失,消耗电能全部转化为动能,利用W=Fs求汽车匀速持续行驶最大距离;
(3)利用W=Fs求汽车匀速行驶100公里牵引力做的功,利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求汽油完全燃烧放出的热量,再利用Q放=Vq求消耗汽油体积.

解答 解:(1)充电时输入功率:
P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW,
由P=$\frac{W}{t}$得充满电的时间:
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{44kW•h}{4.4kW}$=10h;
(2)因为汽车匀速直线运动,所以牵引力:F=f=720N,
不考虑电能转化为机械能时能量的损失,消耗电能全部转化为动能,由W=Fs可知:
汽车匀速持续行驶最大距离:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{44×3.6×1{0}^{6}J}{720N}$=2.2×105m=220km;
(3)汽车匀速行驶100公里牵引力做的功:
W′=Fs′=720N×100×1000m=7.2×107J,
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=$\frac{W}{η}$=$\frac{7.2×1{0}^{7}J}{24%}$=3×108J;
设汽车匀速行驶100公里消耗的汽油体积为V,
由Q放=Vq可得消耗汽油体积:
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{8}J}{3×1{0}^{7}J/L}$=10L;
答:(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电需要10h;
(2)仅由电动机提供动力,汽车匀速持续行驶的最大距离是220km;
(3)仅由汽油机提供动力,汽车匀速行驶每百公里的油耗是10升.

点评 本题是关于力学、热学、电学的综合计算题,考查了功率公式、功的公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式以及二力平衡条件的应用,知识点多、综合性强,属于难题.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网