题目内容

17．近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”．2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出．混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量．
（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？
（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）
（3）该混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg）

分析 （1）由P=UI计算驱动电机的电功率；
（2）由W=UIt计算对动力电池充电的时间；
（3）先计算汽油不完全燃烧释放的热量，汽油用来做功的能量就等于释放的热量减去动力电池增加的能量，汽车克服阻力做功，根据公式W=Fs，可求汽车受到的阻力．

解答 解：
（1）驱动电机的电功率：
P=UI=250V×80A=2×104W；
（2）由W=UIt可得，对动力电池充电的时间：
t=$\frac{W}{UI}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{320V×50A}$=1800s=0.5h；
（3）汽油完全燃烧放出的热量：Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J，
汽车牵引力做的功：W=50%Q放-W电=0.5×5.52×107J-7.2×106J=2.04×107J
汽车行驶时间为：t=10min=$\frac{1}{6}$h
汽车行驶路程：S=vt=72km/h×$\frac{1}{6}$h，
h=12km=1.2×104m，
汽车牵引力做功等于克服阻力做功W=F阻s，
所以阻力为：F阻=$\frac{W}{s}$=$\frac{2.04×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{4}m}$=1700N
答：（1）驱动电机的电功率为2×104W；
（2）对动力电池充电的时间最长为0.5h；
（3）汽车受到的阻力是1700N．

点评 本题考查消耗电功率的计算，通电时间的计算，以及汽油做功的计算和汽车所受阻力的计算．熟练运用公式、理解题意即可解答．

练习册系列答案
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有四个容量都为500毫升的瓶子，分别装满海水、纯水、酒精和汽油，那么装的质量最大的是（ρ海水＞ρ纯水＞ρ酒精＞ρ汽油）（ ）

A. 汽油 B. 纯水 C. 酒精 D. 海水

对着你的手背呵气，说出你的感觉，并解释其中的道理。

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5．如图所示，是一个电热器的工作原理图，电热器内有两个阻值分别为R1=60Ω和R2=30Ω的电热丝；旋转开关内有一块绝缘圆盘，在圆盘的边缘依次有0、1、2、…9共10个金属触点；可以绕中心轴转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开关旋钮可以将相邻的触点连接．如旋钮上的箭头指向图中A挡位置时，金属滑片将0、1触点接通，同时另一端将5、6触点接通．用这个旋转开关可以实现电热器有多挡位工作的要求．请回答：
（1）箭头指向哪个挡位时，电路不加热？
（2）箭头指向哪个挡位时，加热功率最大？
（3）将此电热器接入家庭电路中，电热器在正常工作时每个挡位的功率各是多大．
12．如图所示，杠杆AC（刻度均匀，不计杠杆的重力）可绕支点O自由转动，在B点挂一重为20牛的物体．为使杠杆平衡，应在杠杆A（选填A、B或C）点，施加最小作用力是5牛，方向是竖直向上．
2．测电功率实验如图甲所示是小明在“测量小灯泡电功率”实验中连接的实验电路，所用小灯泡的额定电压为3.8V，电源是电压为6V且保持不变的蓄电池组．

（1）实验开始，当开关闭合，变阻器滑片P向右移动时，电流表示数变大，电压表示数不变（填“变大”、“变小”或“不变”）．
（2）同组的小红发现连线中有一处不符合实验要求，所以才出现上述现象，而且只需改动一根导线的连接，就可以顺利进行实验．请你在需要改动的导线上打“×”，并用笔画线代替导线画出正确的接线．
（3）电路连接正确后，小明他们正常进行实验并将实验数据记录在表格中．若第二次测量时电流表的示数如图乙所示，则此时电路电流为0.42A，可得小灯泡的额定功率为1.596W．分析表中数据，请写出你还能得出的一个结论：通过灯泡的电流随电压的增大而增大（或灯的实际功率随电压的增大而增大；或灯丝电阻随电压的增大而增大）．
实验次数123
电压/V3.03.84.5
电流/A0.360.45
（4）如果电压表的0～15V量程损坏，只有0～3V量程能正常使用，实验室里也没有其他电压表可供更换，要求利用现有器材测出小灯泡的额定功率．请在如图丙虚线框中画出你设计的电路图．
9．小明同学观察到现在的手电筒大都由原来的一个小灯泡换成了多颗发光二极管（如图），他通过使用发现这种手电简非常明亮而且还非常省电．他很好奇，于是就到电子器材商店买了两颗这种发光二极管准备用实验测出它的额定功率．从包装盒上，他了解到这种发光二极管的额定电压是3V，正常发光时的功率只有约0．lW左右．当他选好器材（电源是电压为6V左右的蓄电池，两个滑动变阻器上分别标有“20Ω、2A”“100Ω  1A字样”并将实验电路连成如图甲所示的情况．

（1）为了使实验能顺利进行，在连接电路前请你帮助小明选择好滑动变阻器，你准备选择100Ω 1A字样的滑动变阻器．
（2）用笔画线代替导线，帮助他把电路连接完整（要求选择合适的量程，导线不交叉）．
（3）按照正确的操作规则，通过移动滑动变阻器，将电压表的示数调到额定值，这时他观察到电流表示数如图乙所示．则这时发光二极管的额定功率0.12W．
6．如图所示的几种情况，会发生触电事故的有（　　）
A．B．C．D．
7．工人利用如图所示的斜面，把质量为50kg的货物沿斜面由底部匀速推到顶端，所用时间为10s，沿斜面向上的推力为300N．斜面长10m，高5m，g取10N/kg．求：
（1）货物所受重力是多少？
（2）斜面的机械效率是多少？
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