Question

5．大力发展电动车，减少燃油汽车的尾气排放量是防止雾霾天气的有效措施，没有传统无轨电车的“辫子”、没有尾气排放，乘客上下车的30秒内可充满电并至少能行驶5公里，刹车和下坡时，还可把80%的刹车能量转成电能回收储存再使用…全球首创超级电容储能式现代电车将在我国一些大城市投入使用．
若某辆电车的技术参数如表：

整备质量（吨）	12
座位数（人）	50～60
电动机工作电压（V）	500
电动机的线圈电阻（Ω）	2
行李舱（m3）	0.6
轮胎数（只）	12
最高车速（km/h）	80

①若该车以40km/h的速度在水平路面上行驶5km，电动机线圈中的电流为40A，则乘客一次上下车的30秒内，至少要向电瓶充多少千瓦时的电？
②若不计电动机发热以外的其他能量损耗，此时汽车的牵引力是多大？

Answer 1

分析 ①先求出电车行驶5km需要的时间，根据P=UI求出电动机输出功率，再根据W=Pt求出汽车消耗的电能即可；
②先求出电车消耗的机械功率，再根据P=Fv求解牵引力．

解答 解：①电车行驶5km需要的时间为：
t=$\frac{x}{v}=\frac{5km}{40km/h}=0.125h$，
电动机输出功率为：
P=UI=500×40W=20000W=20kW，
汽车消耗的电能为：
W_电=Pt=20kW×0.125h=2.5kWh，
所以至少能充2.5kWh的电，
②机械功率为：
P=P_电-P_热=20000-40²×2=16800W，
电车的牵引力为：
F=$\frac{P}{v}=\frac{16800}{\frac{40}{3.6}}=1512N$．
答：①至少要向电瓶充2.5kWh的电；
②若不计电动机发热以外的其他能量损耗，此时汽车的牵引力是1512N．

点评 本题是一道信息题，要求同学们能读懂题目，能从题目中提取有效信息，注意物理原理在实际生活中的应用，难度适中．