Question

17．电动自行车（如图所示）已是生活中最重要的交通工具之一．如表是某种型号电动自行车主要的技术参数．一个体重为700N的人骑着电动车在水平路面匀速行驶，已知电动自行车受到的阻力是人与车总重的0.02倍，在额定功率下行驶了5min，通过了2.4km距离．

整  车	重    量	300N
电动机	额定电压	36V
	额定功率	200W

（1）求电动车的牵引力及正常工作的额定电流．
（2）求牵引力所做的功及电动车的效率．
（3）从环保的角度考虑，与摩托车相比，电动自行车有什么优点？（列举1条）

Answer 1

分析 （1）①已知车重和体重可以得到总重，已知阻力与总重的关系，可以得到阻力，由于电动车匀速行驶，所以牵引力等于阻力；
②已知电动自行车的额定电压和额定功率，则可直接根据电功率公式的变形式I=$\frac{P}{U}$算出电动自行车行驶时的工作电流；
（2）①已知牵引力和电动车行驶的路程，利用公式W=Fs得到牵引力做的功；
②已知电动车的额定功率和行驶时间，利用公式W=Pt得到消耗的电能；牵引力做的功与电动车消耗的电能之比为电动车的效率；
（3）摩托车的发动机属于内燃机，消耗汽油会排出大量的废气；而电动机是将电能转化为动能，不会产生废气．

解答 解：
（1）①电动车的牵引力F=f=0.02（G_车+G_人）=0.02×（300N+700N）=20N；
②根据P=UI可得，
电动自行车以额定功率行驶时的工作电流：I=$\frac{{P}_{额}}{{U}_{额}}$=$\frac{200W}{36V}$≈5.56A．
（2）牵引力做的功为W_动=Fs=20N×2400m=48000J；
根据P=$\frac{W}{t}$可得，
消耗的电能为W=Pt=200W×5×60s=60000J
电动车的效率为η=$\frac{{W}_{动}}{W}$=$\frac{48000J}{60000J}$×100%=80%；
（3）摩托车使用的是汽油机，它工作时要消耗汽油，而汽油在燃烧时并不能完全的燃烧，且汽油机工作时会排出大量的废气；
而电动自行车使用的是电动机，它工作时将电能转化为动能，不会产生废气，当然还有一个优点，就是没有噪音．
答：
（1）电动车的牵引力为20N；
电动自行车以额定功率行驶时的工作电流是5.56A．
（2）牵引力做的功为48000J；电动车的效率为80%．
（3）电动自行车的优点：节能、无尾气、无噪音．

点评 本题围绕我们熟悉的交通工具---电动自行车，考查了电功率与电压、电流的关系，电功率的计算，功的计算，热机、电动机的效率，是一道好题，难易适中．