题目内容

20.电动自行车越来越受到人们的青睐,因为它没有废气产生和噪声污染.使用前,要先对车上的蓄电池充电,行驶时,蓄电池对车上的电动机供电,电动机为车提供动力.表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数:
最大时速30km/h一次充电连续行驶里程50km
一次充电最大耗电量0.8kwh充电电压220V
电机额定电压36V车质量40kg
(1)如果质量是50kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时,受到的平均阻力是人和车总重的0.02倍,此时该车的输出功率是多少?
(2)若此时电动车效率为30%,求通过电动机线圈的电流是多少?(g取10牛/千克)

分析 (1)已知自行车和人的质量,可利用重力公式G=mg求出人和自行车的总重力,又已知自行车行驶时受到的阻力是人与车总重的0.02倍,可求出所受的阻力,自行车匀速行驶时牵引力与阻力是一对平衡力,可得牵引力的大小,再利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出最大输出功率;
(2)根据最大时速30km/h和一次充电连续行驶里程50km可求得时间,
求出了电动机对自行车做的有用功,知道电动机的效率,利用效率公式电动机做的总功,再根据W总=UIt求通过电动机线圈的电流;

解答 解:(1)人和车的总重力:
G=(m车+m人)g=(40kg+50kg)×10N/kg=900N,
自行车匀速行驶时处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
牵引力F牵=f=0.02G=0.02×900N=18N,
电动自行车的最大输出功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=18N×6m/s=108W;
(2)由v=$\frac{s}{t}$可得,t=$\frac{s}{v}$=$\frac{5×1{0}^{4}m}{6m/s}$=8333s,
电动机对自行车做的有用功:
W有=Fs=18N×50000m=9×105J;
已知电动机的效率为30%,
由η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%,可得,
W总=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{9×1{0}^{5}J}{30%}$=3×106J,
由W总=UIt,可得,通过电动机线圈的电流:
I=$\frac{{W}_{总}}{Ut}$=$\frac{3×1{0}^{6}J}{36V×8333s}$≈10A;
答:(1)此时该车的输出功率是108W;
(2)若此时电动车效率为30%,通过电动机线圈的电流是10A.

点评 本题考查了电功公式、重力公式、功率公式、效率公式和二力平衡条件的应用等,关键是学会从题目所给信息中找到有用的数据.

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