Question

8．每年6月5日为世界环境日，今年我国环境日主题为“减少污染--行动起来”．为了减少城市空气污染，政府鼓励市民使用电动自行车，如图：
这种电动自行车的技术参数如下：
（1）电动机36V，180W
（2）密封免维修酸铅蓄电池（12V，12A）×3
（3）额定载重75kg，最高时速20km/h
（4）在正常行驶速度15km/h的情况下能行驶60km
（5）100km充电电能消耗1.2KW•h
请根据以上参数计算回答下列问题：
（1）为了使电动机正常工作，3个蓄电池应采用串联连接方式．
（2）电动自行车在正常行驶速度（15km/h）的情况下行驶60km用时多少4小时．
（3）电动自行车按正常速度（15km/h）匀速行驶所受阻力为24N，则行驶100km电动自行车克服阻力做功多少焦？该电动自行车的机械效率为多少？

Answer 1

分析 （1）串联电池的总电压等于各串联的电池电压之和．
（2）已知车速v，行驶的路程s，由t=$\frac{s}{v}$可求出时间．
（3）已知阻力f，行驶的路程，由功的公式可求出电动自行车克服阻力做的功；已知总功与有用功，由效率公式可求出效率．

解答 解：
（1）电机电压是36V，每个蓄电池电压12V，三个蓄电池应采用串联方式连接．
（2）速度v=15km/h，路程s=60km，由v=$\frac{s}{t}$可得，行驶时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{60km}{15km/h}$=4h．
（3）自行车做匀速直线运动，牵引力F等于阻力f=24N，行驶s=100km=1×10⁵m，
克服阻力做的功W_有用=Fs=fs=24N×1×10⁵m=2.4×10⁶J．
行驶100km电动自行车做的总功W_总=1.2kW•h=1.2×10³W×3600s=4.32×10⁶J．
电动自行车的机械效率：电动自行车的机械效率η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$=$\frac{2.4×1{0}^{6}J}{4.32×1{0}^{6}J}$≈55.6%．
故答案为：（1）串联；
（2）4；
（3）行驶100km电动自行车克服阻力做功2.4×10⁶J；该电动自行车的机械效率为55.6%．

点评 本题为力学、电学的综合题，解决的是有关电动自行车和摩托车的相关问题，有意义，能从基本参数表中得出有用信息并加以利用是本题的关键．