(2011•紹興模擬)2010年5月1日,舉世矚目的上海世博會將隆重召開.借著上海世博會大力推進環保、節能、減排的東風,

題目:

(2011•紹興模擬)2010年5月1日,舉世矚目的上海世博會將隆重召開.借著上海世博會大力推進環保、節能、減排的東風,杭州很多市民已經騎上電動自行車,作爲自己日常出行的交通工具,摩托車排放的尾氣造成的空氣汙染越來越嚴重.許多大中城市嚴禁摩托車在市內行駛,在這種情況下,電動自行車具有更好的發展前景.因爲電動自行車可以電動騎行,亦可以腳踏騎行.使用前,應先對車上的蓄電池充電.電動騎行時,蓄電池對車上電動機供電,電動機爲車提供動力.現有一輛電動自行車,沿著水平筆直的道路勻速行駛,在0.5h內,電動行駛了9km.此時車上電動機的工作電壓爲32V,工作電流爲4A.
(1)電動自行車在電動騎行啓動時,能量是如何轉化的?
(2)若該車和人共重1000N,行駛時輪胎與地面的接觸面積共爲8×10-3m2,那麼車對地面的壓強多大?
(3)若車和人在行駛過程中所受阻力爲20N,則這段路程內該車克服阻力所做的功爲多少?
(4)該車電能轉化爲機械能的效率是多少?

解答:

(1)電動自行車在電動騎行時,用蓄電池來供電,將蓄電池的化學能轉化成電能,再通過電動機將電能轉化成機械能的;所以能量的來源是化學能轉化成電能的.
(2)由題意可知:地面的壓力F=1000N,受力面積是s=80cm2=8×10-3m2;則:
 車對地面壓強:P=
F
s=
1000N
8×10−3m2=1.25×105Pa;
(3)W=fs=20N×9000m=1.8×105J;
(4)W=UIt=32V×4A×30×60s=2.3×105J,
效率:η=
W有
W總×100%=
1.8×105J
2.3×105J×100%=78.1%.
答:(1)化學能轉化爲電能,電能轉化爲機械能;
(2)車對地面的壓強爲1.25×105Pa;
(3)這段路程內該車克服阻力所做的功爲1.8×105J;
(4)該電動車的效率是78.1%.

試題解析:

(1)電動自行車是一種新的交通工具,它是利用蓄電池來供電,通過電動機將電能轉化成機械能的裝置;(2)根據壓強公式可直接求出車對地面的壓強;(3)根據功的計算公式W=Fs,可直接求出這段路程內該車克服阻力所做的功;(4)先求出W總,然後根據機械效率公式η=W有W總,可直接得出答案.

名師點評:

本題考點: 能量轉化的現象;壓強的大小及其計算;功的計算;滑輪(組)的機械效率.
考點點評: 此題綜合性很強,既考查了對壓強大小及其計算,也考查了能量轉化和利用率,還考查了功的計算.計算過程中要注意使用國際單位.

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