Question

11．随着人民生活水平的提高，电动自行车已进入千家万户．明明家新买的xxx型号电动自行车的主要技术参数如表中所示．

整车质量	40kg
电机额定功率	240W
额定工作电压	48V
最大车速	≤20km/h

（1）电动自行车的照明灯都采用的是LED技术，LED灯相对于白炽灯的优点是：发光效率高（答出一条即可）．
（2）该车以额定功率行驶时，通过电机的电流为多大？
（3）电动自行车行驶时所受的阻力为人车总重的0.04倍，电机能把80%的电能转化为克服阻力做功．质量为60kg的明明骑着这辆电动自行车，在平直公路上以额定功率匀速行驶10min，通过的路程是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）阅读题目中的文字和表格可以发现，LED灯电压低，功率小，响应时间短，故可从以上几点进行分析其优点．
（2）参数中，已知电动车的额定功率和额定电压，所以算电流，可根据电功率公式的变形式I=$\frac{P}{U}$算出；
（3）本题中有一个等量关系，就是80%的电能转化为克服阻力做功．解答本题就需要根据这个关系进行求解．
我们可先求出人和车的总重力，然后求出车受到的阻力，最后根据80%的电能转化为克服阻力做功这个关系和W=Pt、W=Fs这两个公式建立一个等式，就可以求出电动车通过的路程．

解答 解：（1）LED灯和白炽灯相比有明显的优点：在光照强度相同的情况下，LED灯不必要达到很高的温度就能发光，电能基本上不转化成内能，几乎全部转化光能，因而发光效率高；LED灯的额定电压低，人直接接触不会触电；LED灯响应时间短，也就是从开始发光到正常发光所用的时间短；LED灯额定功率小，节约能源．故优点可从发光效率高、节能降耗，响应时间短、环保、额定电压低（安全电压）以上任意写出一点均可．
（2）由P=UI得：I=$\frac{P}{U}$=$\frac{240W}{48V}$=5A．
（3）人和车的总重力：G_总=（m_车+m_人）g=（40kg+60kg）×10N/kg=1000N；
车受到的阻力：F_阻=0.04G_总=40N；
由题意得：80%Pt=F_阻s
则s=$\frac{80%Pt}{{F}_{阻}}$=$\frac{0.8×240W×600s}{40N}$=2880m．
答：（1）发光效率高；
（2）该车以额定功率行驶时，通过电机的电流为5A．
（3）通过的路程是2880m．

点评 本题的第（1）问是一个开放性试题；第（2）问是一个简单的公式计算题；难度在第（3）问，计算需要用到两个功的计算公式，求解时需要根据题中的等量关系建立一个等式，从而进行求解．当然本题还可以逐步计算：先根据W=Pt算出电能，然后乘以80%算出电动车克服阻力做的功，再算出人和车的总重力，从而算出电动车行驶时受到的阻力，最后根据公式W=Fs的变形式算出电动车通过的路程．