题目内容

11．阅读短文回答问题
汽车再生制动器
目前汽车刹车器均采用油压制动，油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费．现有一种汽车再生制动器，能把汽车制动时消耗的部分机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量．这种制动器有个重要参数叫“储能效率”，储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率．
实际上汽车刹车时再生制动器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20km/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表：
时间t/s00.20.40.60.81.01.21.41.6
再生刹车阻力f/×103N8.08.18.49.010.010.010.07.55.0
（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有方向性；汽车再生制动器中将机械能转化为电能的装置是发电机（电动机/发电机）．
（2）某次汽车正常行驶时的机械能为3.75×105J，
 ①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×105J的机械能车化为内能，则该汽车的储能效率是60%．
 ②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，产生的内能将大于（大于/小于/等于）1.5×105J．
（3）在图中作出汽车刹车时再生制动器0～1.0s内产生的刹车阻力随时间变化的图象．
（4）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图象可知t=0.7s时，油压制动器需提供700（500-700均正确）N的刹车阻力．

分析 （1）能量的转化具有方向性；发电机是将机械能转化为电能，电动机是将电能转化为机械能；
（2）由题储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，直至汽车停止运动的过程中，将机械能转化为电能的效率，由此根据题意先计算出制动时转化为的电能，再计算汽车的储能效率；
（3）由表格数据描点连线得到刹车阻力随时间变化的图象；
（4）根据图象确定0.7s时再生制动器产生的阻力，从而可求得油压制动器所提供的刹车阻力．

解答 解：
（1）油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，而这些内能却不能再次转化为汽车的机械能，说明能量的转移和转化具有方向性；
再生制动器制动时消耗机械能得到电能，这个装置是发电机；
（2）①若关闭发动机，直至停止运动，有1.5×105J的机械能车化为内能，则转化的电能为W电=3.75×105J-1.5×105J=2.25×105J，
所以汽车的储能效率η=$\frac{{W}_{电}}{{W}_{机}}$×100%=$\frac{2.25×1{0}^{5}J}{3.75×1{0}^{5}J}$×100%=60%；
②若制动时油压制动器与再生制动器同时工作，由题油压制动刹车时消耗的机械能转化为内能，所以产生的内能将比再生制动产生内能多，即大于1.5×105J；
（3）由表格数据描点连线得到刹车阻力随时间变化的图象，如图所示：

（4）由图知，0.7s时，再生制动器产生的阻力为9.3×103N；
则油压制动器需提供的阻力f=1.0×104N-9.3×103N=700N．
故答案为：（1）方向；发电机；（2）①60%；②大于；（3）见上图；（4）700（500-700均正确）．

点评 此题考查了对发电机的理解，同时给出一些信息，让学生根据所学的知识来解决问题，主要考查了学生的识图能力和根据数据得出结论的能力．同时考查了学生的作图，一定要用平滑的曲线进行连接．

练习册系列答案
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