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16．2015年4月16日，中国首创的十秒级闪充电车在宁波正式下线，如图所示，这种电车采用超级电容（一种可以直接以电能形式储存能量的设备，像蓄电池一样也有正、负两极）作为电能存储设备，这种超级电容安全环保，可反复充放电100万次以上，使用寿命长达十年，与该车相匹配的充电桩安装在各公交站点，充电桩在乘客上下车的约30s时间里即可把电充满，并可让电车持续正常行驶5km以上，在制动和下坡时，电车还可以把一部分动能再转化为电能为超级电容充电．
若假设这种电车的质量（满载，含乘客）为m=10t，正常匀速行驶时，电车受到的平均阻力f为车重G的0.02倍；正常匀速行驶时的速度为v=10m/s．（取g=10N/kg）求：
（1）这种电车正常匀速行驶时的功率P行．
（2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，正常匀速行驶时的效率为η行=90%，试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量E．
（3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s，试估算，充电桩为电车充电时的输出功率P出．
（4）若按电价0.5元/kW•h来计算，则每次充电需花电费多少元？与之间同样功能的燃油公交车百公里油耗约为36L，燃油价格按5.5元/L来计算，同样行驶5km需花费燃油费多少元？

分析 （1）利用G=mg求出电车的重力，利用平均阻力与车重的关系求出阻力，根据二力平衡条件可知牵引力，又知速度，利用P=Fv计算这种电车正常匀速行驶时的功率P行；
（2）计算出电车做功后，利用效率公式求需要的电能；
（3）已知充电能量和时间，利用功率公式即可计算充电桩输出功率；
（4）根据W=Fs可求得电车每行驶1千米所做的有用功，利用效率为η=90%，可求得消耗的总能力，然后可求得这种电车每行驶1千米需要的费用；
根据“与之同样功能的燃油公交车耗油量为36L/100km”可求得燃油公交车每行驶1千米的耗油量，然后根据燃油价格按5.5元/L可求得燃油公交车每行驶1千米需要的费用．

解答 解：（1）电车的重力：G=mg=10×103kg×10N/kg=1.0×105N，
所受阻力：f=0.02G=0.02×1.0×105N=2000N，
电车匀速行驶，则牵引力F=f=2000N，
电车正常匀速行驶时的功率：P行=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2000N×10m/s=2.0×104W；
（2）电车每次充满电后持续正常行驶5km，电车做功：W=Fs=2×103N×5×103m=1.0×107J，
电车从充电桩所获得的能量：E=$\frac{W}{η}$=$\frac{1.0×1{0}^{7}J}{90%}$=1.11×107J；
（3）充电桩为电车充电时的输出功率：P出=$\frac{E}{t}$=$\frac{1.11×1{0}^{7}J}{30s}$=3.7×105W；
（4）每次充电所需电费：1.0×107×$\frac{1}{3.6×1{0}^{6}}$kW•h×0.5元/kW•h=1.39元；
电车持续正常行驶5km，耗油：V=5km×36L/100km=1.8L，
需燃油费：1.8L×5.5元/L=9.9元．
答：（1）这种电车正常匀速行驶时的功率为2.0×104W；
（2）若这种电车每次充满电后持续正常行驶5km，正常匀速行驶时的效率为η行=90%，试估算，每次充满电，电车从充电桩所获得的能量是1.11×107J；
（3）若每次给这种电车充满电须耗时t=30s，试估算，充电桩为电车充电时的输出功率为3.7×105W；
（4）若按电价0.5元/kWh来计算，则每次充电需花电费1.39元；与之间同样功能的燃油公交车百公里油耗约为36L，燃油价格按5.5元/L来计算，同样行驶5km需花费燃油费9.9元．

点评 本题考查重力、功和功率、能量利用效率的计算、以及二力平衡条件的应用，考查面比较广，关键是公式及其变形的灵活运用，还要知道物体做匀速运动时牵引力等于阻力．

练习册系列答案
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①当小明不再用力蹬地时，滑板车仍然向前运动，这是为什么？答：滑板车具有惯性
②当小明站在滑板车上时，从力学的角度提出一个问题并回答．
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答：人对滑板的压力，受力物体是滑板；对人的支持力，受力物体是人，压力和支持力不是一对平衡力．
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（2）请在图（1）中用笔代替导线将电路连接完整．
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（4）向B（选填“A”或“B”）移动滑动变阻器的滑片，发现它开始转动．这时，眼睛应看着电压表．当发现电动机正常工作时，电流表的示数如图（2）所示，则微型电动机的额定功率为1.8 W．
8．小华做测量灯泡电功率的实验，所用小灯泡额定电压为2.5V．
（1）如图甲所示，用笔画线代替导线，将实验电路连接完整．

（2）通过调节滑动变阻器的滑片，多次测量，画出了小灯泡中电流随其两端电压变化的U-I关系图象（如图乙），发现：当电压表的示数增大时，电压表与电流表的示数之比变大（变大/变小/不变）．
（3）当电压表的读数为2.5V时，小灯泡达到额定功率，小灯泡的额定功率为0.7W．
（4）实验时闭合开关，两表均有示数，然后将灯泡从灯座中取走后，两电表示数变化情况是B
A．电流表和电压表都有示数          B．电流表没有示数，电压表有示数
C．电流表有示数，电压表没有示数    D．电流表电压表没有示数
（5）若将这样的两个小灯泡串联后接在电压为3V的电源两端，则此时两个小灯泡的总功率为0.66W．
5．下面是小明同学“测量不规则小石块密度”的实验报告，请你将空缺处补充完整．
实验：测量不规则小石块密度
实验目的：用天平和量筒测量小石块的密度
实验器材：天平（砝码）、量筒、水
实验原理：$ρ=\frac{m}{V}$．
主要实验步骤：
（1）用天平测出小石块的质量，实数如图1所示；
（2）向量筒中倒入适量的水，水面所到达的刻度如图2所示；
（3）将小石块完全浸没在量筒的水中，水面所到达的刻度如图3所示．

实验数据记录及数据处理
在虚线框内设计一个记录上述实验数据的表格，并将数据及所得的结果填入表中．
6．下列现象中，属于光沿直线传播的是（　　）
A．太阳光穿过大气层射到地面上B．小孔成像
C．平静的湖面上出现群山的倒影D．海市蜃楼

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