题目内容

3.一辆电动自行车的铭牌上给出了如表的技术参数:
规格后轮驱动直流电机
车型26″电动自行车额定输出功率120W
整车质量30kg额定电压40V
最大载量120kg额定电流3.5A
质量为M=70kg的人骑此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力F阻恒为车和人总重的k=0.02倍.g取10m/s2.求:
(1)此车电机的内阻和正常工作时的效率.
(2)在电机正常工作时,人骑车行驶的最大速度.(g取10m/s2)

分析 (1)用电机的输出功率除以额定功率得到电机在额定电压下正常工作的效率;
(2)匀速行驶时,牵引力等于阻力,根据P=Fv得到最大速度;

解答 解:(1)电机的输出功率为:P出=120W;
电机在额定电压下正常工作的额定功率为:P额=UI=40V×3.5A=140W;
故此车的直流电机在额定电压下正常工作的效率为:η=$\frac{{P}_{出}}{{P}_{额}}=\frac{120}{140}$×%=85.7%;
电动机的内阻消耗的功率:P内=P额-P出=140W-120W=20W
电动机的内电阻:$r=\frac{{P}_{内}}{{I}^{2}}=\frac{20}{3.{5}^{2}}Ω=1.63$Ω
(2)电车以最大速度匀速运动时,受力平衡,有:
F=f=0.02mg=0.02×(30+70)×10=20N
P出=Fvm
解得:vm=$\frac{{P}_{出}}{f}=\frac{120}{20}$=6m/s
即人骑车行驶的最大速度为6m/s;
答:(1)此车电机的内阻是1.63Ω,正常工作时的效率是85.7%.
(2)在电机正常工作时,人骑车行驶的最大速度是6m/s.

点评 本题关键对车受力分析后,运用平衡条件或牛顿第二定律列式求解,同时要用到牵引力与功率和速度的关系公式.

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