Question

16．电动环保车因环保经济在各大旅游景区已广泛投入运营．
如图1所示的电动环保车，有关技术参数如下表．

空车质量	1200kg	电动机额定功率	5kW
满载乘员	10人	电动机额定电压	48V
满载时轮胎与地接触面积	4×250cm3	最大车速	18km/h
电动机效率	80%	平路续驶里程	≤180km

根据技术参数和具体要求，求解下列问题：（g取10N/kg）
（1）用图2甲中的专用插线板给电动环保车充电，请在图2乙画出插线板内部开关和两插座的连线，并接入家庭电路，要求：①插线板上的开关可同时控制两插座的通、断；②开关接通时两插座都能提供220V电压．
（2）电动机以额定功率工作半小时消耗多少电能？
（3）经检测电动环保车以额定功率匀速行驶时，受到的阻力与质量的关系如图3所示，若电动环保车满载时，每个乘员大约60kg，求车在行驶过程中受到的阻力．
（4）该车充一次电储存了2.7×10⁸J 的电能，电动环保车将电能转化为机械能的效率为80%，若该车满载时以额定功率匀速行驶，则充电一次最多可连续行驶多长的路程？

Answer 1

分析 （1）对于电灯接线操作的基本要求是：“火线零线并排走，零线直接进灯头，火线接在开关上，通过开关进灯头．”而对于插座的接线方法是要求“左零右火”，三孔插座还要求中接地，如果电路中有熔丝，则要将熔丝接到火线上；
（2）利用W=Pt可计算电功；
（3）先计算出满载时人的总质量，据此得出人和车的总质量，再根据图3得出阻力的大小；
（4）已知电动车最多储存的电能和转化为机械能的效率，根据η=$\frac{W}{{W}_{电}}$×100%求出牵引力做的功，电动车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知牵引力的大小，根据W=Fs求出电动车行驶的最大路程．

解答 解：（1）根据家庭电路的连线规则和用电器的使用原则，连接电路如下图：
      
（2）电动机以额定功率工作半小时消耗的电能W_电=Pt=5000W×0.5×3600s=9×10⁶J；
（3）10个人的质量m_人=60kg×10=600kg，所以人和车的总重量m_总=600kg+1200kg=1800kg；
由图可知：m=1800kg时，f=1800N；
（4）根据η=$\frac{W}{{W}_{电}}$×100%可得，牵引力做的功：
W=W_电η=2.7×10⁸J×80%=2.16×10⁸J，
因为电动车匀速行驶时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以牵引力F=f=1800N，
根据W=Fs可得，电动车行驶的最大路程：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{1800N}$=1.2×10⁵m=120km．
答：（1）见上图；
（2）电动机以额定功率工作半小时消耗9×10⁶J电能；
（3）车在行驶过程中受到的阻力是1800N．
（4）充电一次最多可连续行驶120km的路程．

点评 本题考查压强和电功的计算，关键是知道在水平路面上压力等于物体重力，汽车匀速行驶阻力等于牵引力，再就是学会从题目所给信息中找到有用的数据．