题目内容

3.电动车因为具有轻便、快捷等优点备受大家喜爱,表是某型号电动自行车的相关数据.若骑车人的质量是60kg,在10min内连续行驶3km,根据相关信息求:
 质量m/kg40
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积/m28×10-3
电能转化为机械能的效率75%
工作电压U/V32
速度v/(m•s-1)≤10
骑车人质量60kg时的平均阻力F/N20
(1)在行驶过程中,车对地面的压强是多大(g取10N/kg).
(2)该电动自行车在10min内克服阻力所做的功.
(3)电动车行驶10min所消耗的电能.
(4)电动车行驶时的电流.

分析 (1)行驶过程中,车对地面的压力等于车和人的重力之和,根据公式p=$\frac{F}{S}$可求车对地面的压强;
(2)已知阻力的大小和行驶的路程,根据公式W=FS可求该电动自行车在10min内克服阻力所做的功;
(3)已知该电动自行车在10min内克服阻力所做的功和电能转化为机械能的效率,可求电流对电动机所做的功;
(4)根据公式W=UIt可求行驶过程中,通过电动机的电流.

解答 解:(1)在行驶过程中,车对地面的压力:
F=G=(m人+m车)g=(60kg+40kg)×10N/kg=1000N,
车对地面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.25×105Pa;
(2)该电动自行车在10min内克服阻力所做的功:
W=fS=20N×3000m=6×104J;
(3)电流对电动机所做的功:
W1=$\frac{W}{η}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{75%}$=8×104J;
(4)由W=UIt可得,通过电动机的电流:
I=$\frac{{W}_{1}}{Ut}$=$\frac{8×1{0}^{4}J}{32V×10×60s}$≈4.2A;
答:(1)在行驶过程中,车对地面的压强是1.25×105J;
(2)该电动自行车在10min内克服阻力所做的功为6×104J;
(3)电动车行驶10min所消耗的电能为8×104J;
(4)电动车行驶时的电流为4.2A.

点评 本题考查压强、做功、电流等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力,还要学会从题目所给的信息中找到有用的数据.

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