Question

11．杭州地铁二号线于今年11月底开通，地铁是近年来新兴的城市地下交通工具，动力为电力，开动时电车上裸露的电刷沿架空电线滑动．当它开动时，跟架空电线的接触点上，由于高速摩擦，会产生高温，它应该具有耐高温，不易氧化，能导电的性质．
（1）因此，你认为接触点上材料较为合适的应该选用的是B
A．金刚石　　　　　　B．石墨　　　　　　　C．铝　　　　　　　D．铜
（2）新一代电车依靠架设在轨道上方的电线和车辆搭载的镍氢蓄电池供电．电车刹车制动的时候，发动机将发挥发电机的作用，利用制动能量给蓄电池充电，保证电车在没有电线的轨道上的电能供应．问：当电车在电动机的牵引下行驶，将电能主要转化为机械能．
（3）某一地铁电车的质量为34吨，沿平直轨道运动，载客量约为200人，所受阻力约等于车总重的0.02倍．当电车以36千米/时速度作匀速运行时，轻轨电车的牵引力的功率约为多少千瓦？（设每位乘客的所受的重力均为500N，g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）分别根据物理性质，化学性质的定义以其特点来判断即可．注意：物质的性质决定物质的用途．
（2）电动机消耗电能得到机械能，将电能转化为机械能；
（3）知道物体的质量，根据公式G=mg求出物体的重力，再计算出牵引力大小；知道拉力和物体移动速度，根据公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力的功率；根据效率公式计算出电动机的效率．

解答 解：（1）由题意可知：接触点上的材料应该具有耐高温、不易氧化、能导电的性质．而具备以上性质的物质只能为碳的单质----石墨．而金刚石太昂贵；铝和铜为金属，虽然具有能导电的性质，但是不耐高温、易氧化，故选B．
（2）电动机在提供动力时消耗电能，得到机械能，把电能转化为机械能；
（3）电车和乘客总的重力为：
G=m_总g=（34×10³kg×10N/kg+（200×500N）=4.4×10⁵N；
电车的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
牵引力F=f=0.02G=0.02×4.4×10⁵N=8.8×10³N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，拉力做功的功率：
P=Fv=8.8×10³N×36×$\frac{1}{3.6}$m/s=8.8×10⁴W=88kW；
故答案为：（1）B；（2）机械；（3）轻轨电车的牵引力的功率约为88千瓦．

点评 主要考查了物质的物理性质，能量的相互转化，重力、速度、功率等计算公式的理解和掌握，注意公式的变形及其运用，有一定难度．