题目内容
20．汽车是常见的交通工具，随着人们生活水平的提高，汽车也走进了普通百姓的家庭．它应用了物理很多方面的知识与技术．（1）请你运用所学的物理知识把表格中内容填写完整．
| 汽车上的装置 | 水箱里面用 水做冷却剂 | 前方的挡风 玻璃是倾斜的 | 前排乘客必须 系戴安全带 | 汽车的方向盘 |
| 涉及的物理知识 | 水的比热容大 | 平面镜成像原理 | 惯性 | 轮轴（简单机械） |
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，且Q放=qm）
分析 （1）明确汽车中各部分的功能，从而明确所利用的物理规律；
（2）①已知驱动电机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求驱动电机的电功率．
②根据公式W=UIt可计算出动力电池充电的时间．
③汽油燃烧转化为牵引力做W=50%Q，其中Q=mq，W=Fs，s=vt，计算牵引力的大小
解答 解：（1）明确各种材料的
| 汽车上的装置 | 水箱里面用 水做冷却剂 | 前方的挡风 玻璃是倾斜的 | 前排乘客必须 系戴安全带 | 汽车的方向盘 |
| 涉及的物理知识 | 水的比热容大 | 平面镜成像原理 | 惯性 | 轮轴（简单机械） |
驱动电机的电功率为P=U1I1=250V×80A=2×104W
②根据电功公式可求得充电时间：
t1=$\frac{W}{{U}_{2}{I}_{2}}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}}{320×50}$=1800s
③汽油完全燃烧后放出的能量为：
Q汽油=mq=1.2kg×4.6×107J/kg=5.52×107J
转化为牵引力做功的能量为：
W牵=$\frac{{Q}_{汽油}}{2-{W}_{充}}$=$\frac{5.52×1{0}^{7}}{2-7.2×1{0}^{6}}$J=2.04×107J
汽车行驶的距离为：V=72km/s=20m/s t2=10min=600s
S=Vt=20m/s×600s=1.2×104m
f=$\frac{{W}_{牵}}{s}$=$\frac{2.04×1{0}^{7}}{1.2×1{0}^{4}}$=1700N
答：（1）如上表所示；
（2）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1800s；
③汽车受到的牵引力约是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牵引力的计算，理解题意，熟练运用公式是关键．
练习册系列答案
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10．
空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则（ ）
空间中P、Q两点处各固定一个点电荷，其中P点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d为电场中的4个点．则（ ）| A． | P、Q两处的电荷等量同种 | B． | a点和b点的电场强度大小不同 | ||
| C． | b点的电势低于C点的电势 | D． | a点的电势高于c点的电势 |
11．
如图所示，两个小球固定在一根长为r的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动．当小球A的速度为vA时，小球B的速度为2vA，则轴心O到小球A的距离是（ ）
如图所示，两个小球固定在一根长为r的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动．当小球A的速度为vA时，小球B的速度为2vA，则轴心O到小球A的距离是（ ）| A． | $\frac{r}{2}$ | B． | $\frac{r}{3}$ | C． | $\frac{2r}{3}$ | D． | $\frac{r}{4}$ |
8．下列哪个反应能使原子变成一种新的元素（ ）
| A． | 原子核中吸收一个中子 | B． | 原子核中放出一个α粒子 | ||
| C． | 原子核中放出一个中子 | D． | 原子核中放出一个γ粒子 |
磁流体发电机原理如图所示，将一束等离子体（正负电荷组成的离子化气体状物质）喷射入磁场，在电场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度为v，板间距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，方向与速度方向垂直，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I．则：
5．
如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为a=53°和β=37°，则（sin37°=0.6）（ ）
如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为a=53°和β=37°，则（sin37°=0.6）（ ）| A． | A、B两球所受支持力的大小之比为4：3 | |
| B． | A、B两球运动的周期之比为2：$\sqrt{3}$ | |
| C． | A、B两球的角速度之比为2：$\sqrt{3}$ | |
| D． | A、B两球的线速度之比为8：3$\sqrt{3}$ |
12．汽车以一定速率通过拱桥时（ ）
| A． | 在最高点汽车对桥的压力一定大于汽车的重力 | |
| B． | 在最高点汽车对桥的压力一定等于汽车的重力 | |
| C． | 在最高点汽车对桥的压力一定小于汽车的重力 | |
| D． | 汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力不为零 |
9．关于电磁理论，下列描述正确的是（ ）
| A． | 电磁场不是一种物质 | |
| B． | 静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场 | |
| C． | 稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场 | |
| D． | 变化的电场和变化的磁场互相激发，由近及远传播形成电磁波 |
如图所示，在传送带的右端Q点固定有一竖直光滑圆弧轨道，轨道的入口与传送带在Q点相切．以传送带的左端点为坐标原点O，水平传送带上表面为x轴建立坐标系，已知传送带长L=6m，匀速运动的速度v0=4m/s．一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点，小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点．小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.4，重力加速度g=10m/s2．