题目内容

【题目】阅读短文,回答问题:
汽车的再生制动器
目前大多数汽车刹车时均采用油压制动.油压制动刹车时消耗的动能转化为内能释放掉,形成了能源的浪费.而现在的混合动力汽车采用再生制动器,它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存起来,同时产生汽车所需的制动力,从而有效减少了汽车的燃油消耗、污染物排放和制动器摩擦片的磨损.
汽车刹车时再生制动器是无法提供足够的刹车阻力,仍需要与油压制动器配合使用,产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求.若某汽车以72km/h的速度行驶,刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表:

再生制动器只会把一部分的动能再生使用,其余的动能转化为内能.汽车正常行驶时,将发动机关闭直至汽车停止的过程中,通过再生制动器将动能转化为电能的效率称为储能效率.储能效率根据不同的使用环境有所不同.
(1)从能量转化的角度看,汽车再生制动器相当于( )
A.电动机
B.发电机
C.汽油机
(2)汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是( )
A.逐渐增大
B.先增大后不变
C.先增大后减小
D.先增大,后不变,再减小
(3)在甲图中画出汽车刹车时再生制动器0~0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图像.

(4)如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N,由图甲可知t=0.5s时,油压制动器还需产生N的刹车阻力.
(5)某次测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的速度大小v ,计算出动能E k ,画出了对应的E k -s 图像如乙图所示.由图像可以求出此次测试中的储能效率为 .

A.40%
B.60%
C.66.7%
D.90%

【答案】
(1)B
(2)D
(3)解:如下图所示:


(4)1.4×103 (数值在1.3×103~1.5×103以内)
(5)A
【解析】(1)由题意可知,汽车再生制动器将机械能转化为电能,与发电机的能量转化相同,B符合题意;
(2)由表格数据知,汽车刹车时,再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间先增大,后不变,然后减小,故选D;
(3)在图上描出再生刹车阻力和时间的对应点(0,8.0)(0.2,8.1)(0.4,8.4)(0.6,9.0)(0.8,10.0),然后用光滑的曲线连接起来.如图.

;
(4)再生刹车阻力与油压产生的刹车阻力之和等于恒定的刹车阻力,由图甲可知t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力为8.6×103N.则油压制动器还需产生的刹车阻力为1×104N-8.6×103N=1.4×103N;
(5)关闭发动机后,关闭再生制动器,汽车克服摩擦力做功,动能全部转化为内能,由图②可知,关闭发动机时汽车的动能为EK0=W=fs2=f×(40m-30m)=10m×f,开启再生制动器,由图①可知,汽车克服摩擦力做功W=fs1=f×(36m-30m)=6m×f,则动能转化为的电能为E=EK0-E=10m×f-6m×f=4m×f,则该次测试中储能效率 ,故选项A正确.

故答案为:(1)B;(2)D;(3)见上图;(4)1.4×103;(5)A.
(1)发电机的工作原理是机械能转化为电能,与再生制动器的原理相同;
(2)再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间先增大,后不变,然后减小,根据二力平衡的知识进行分析;
(3)根据题目所给数据进行描点绘图;
(4)由图像分析,找出对应点,进行精算;
(5)理解储能效率的定义和公式进行计算,理解题目中数据的物理意义即可计算.

练习册系列答案
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