Question

17．为了减少雾霾天气，电动机车作为新能源汽车的主力军将大力发展并逐步代替现在的燃油汽车．如图所示某厂商研制的一种电动汽车，它的外形与普通小汽车相似，在纯电状态下可行驶80km．它的电动机效率为80%，电池为磷酸铁锂电池，电池电压100V，容量150A•h．
（1）霾是空中人眼无法分辨的微粒，平均直径大约在2微米左右，2微米相当于2×10^-6m，其浮在空中受到非平衡力（填“平衡”或“非平衡”）力作用而做无规则运动，很难自然沉降到地面，人吸入后会进入血液对人体形成危害；
（2）燃油汽车的发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能；
（3）汽车静止停在水平地面上时，地面对汽车的支持力与汽车受到的重力是一对平衡力（选填“平衡力”或“相互作用力”），在匀速行驶时汽车对路面的压力比静止时减小（选填“增大”、“减小”或“相同”）；
（4）它在充满电后电池存储的电能为5.4×10⁷J．在纯电最大行驶里程状态下，车子行驶时所受的平均阻力为540N．

Answer 1

分析 （1）1米=10⁶微米，先把2微米换算为2×10^-6米；受平衡力作用时物体处于匀速直线运动状态或静止状态；
（2）在内燃机的四个冲程中做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；
（3）①一对平衡力必须是大小相等、方向相反、作用在同一物体上、作用在一条直线上；
②根据流体压强与流速的关系可对压力与重力的大小做出分析；
（4）①知道电池电压U和电池的容量Q，利用电功公式W=UIt计算该电池充一次电所消耗的电能；
②根据电动机效率为80%，在纯电状态下可行驶50公里，可求得F．

解答 解：（1）1m=10⁶μm，2μm=2×10^-6m；
微粒做无规则运动，故所受的力是非平衡力．
（2）发动机工作时，做功冲程将内能转化为机械能；
（3）汽车静止在路面上时，地面对汽车的支持力与汽车受到的重力，大小相等、方向相反、作用在同一物体，所以是一对平衡力；
小汽车高速行驶时，车身上方空气流速快、压强小，下方空气流速慢、压强大，产生向上的升力，所以汽车对路面的压力小于汽车的重力；
（4）该电池充一次电所消耗的电能：W=UIt=UQ=100V×150A×3600s=5.4×10⁷J；
因为电动机效率为80%，
所以W_有=80%×5.4×10⁷J=4.32×10⁷J；
因为W_有=Fs，s=80km=8×10⁴m，
所以F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{4.32×1{0}^{7}J}{8×1{0}^{4}m}$=540N．
因为车子匀速运动，阻力等于牵引力，所以f=F=5.3×10³N．
故答案为：（1）2×10^-6；非平衡；（2）做功；（3）平衡力；减小；（4）5.4×10⁷； 540．

点评 本题以高性能电动汽车为背景，考查了单位换算、平衡力的判断、汽油机四冲程中的能量转化、电能的计算、效率的计算，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识，属于难题