Question

電動(dòng)自行車很受大家喜愛，下表是某種型號(hào)電動(dòng)自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)：

自行車質(zhì)量m（kg）	電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率	工作電壓U（V）	行駛速度V（m/s）	騎車人質(zhì)量為60kg的平均阻力f（N）
40	75%	36	≤10	20

若某騎車人的質(zhì)量是60kg，在10mln內(nèi)連續(xù)行駛3km，根據(jù)相關(guān)信息求：
（1）在這段時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)自行車行駛的平均速度；
（2）該電動(dòng)自行車的最大有用功率；
（3）電動(dòng)自行車以最大速度行駛過程中電動(dòng)機(jī)的工作電流．（保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平均速度的計(jì)算公式

.

V

=

S

t

求出電動(dòng)自行車行駛的平均速度；
（2）電動(dòng)自行車行駛時(shí)就是克服自行車與地面之間摩擦力做的功，有用功W_有用=fS，電動(dòng)自行車的最大有用功率P_有=

fS

t

=fV，據(jù)此公式計(jì)算出電動(dòng)自行車的最大有用功率；
（3）電動(dòng)自行車就是靠電動(dòng)機(jī)來提供動(dòng)力的，電動(dòng)機(jī)的電功率即總功率P_總=UI，電動(dòng)機(jī)的工作電流I=

P總

U

；電動(dòng)自行車的工作電壓是36V，電動(dòng)機(jī)的電功率即總功率可以根據(jù)有用功率和機(jī)械效率求出，電動(dòng)自行車的總功率根據(jù)P_總=

P有

η

求出．

解答：解：（1）自行車行駛的路程S=3km=3000m；
電動(dòng)車行駛的時(shí)間t=10min=60s×10=600s；
電動(dòng)自行車行駛的平均速度

.

V

=

S

t

=

3000m

600s

=5m/s；
（2）電動(dòng)自行車所做的有用功就是克服摩擦阻力所做的功，所有有用功率P_有=

fS

t

=fV=20N×10m/s=200W；
（3）電動(dòng)自行車行駛時(shí)所做的總功率P_總=

P有

η

=

200W

75%

=

800

3

W；
根據(jù)P_總=UI可知，電動(dòng)機(jī)的工作電流I=

P總

U

=

800 3 W

36V

=7.4A．
答：（1）電動(dòng)自行車行駛的平均速度是5m/s；
（2）電動(dòng)自行車的有用功率是200W；
（3）電動(dòng)自行車以最大速度行駛過程中電動(dòng)機(jī)的工作電流是7.4A．

點(diǎn)評(píng)：這是一道電學(xué)和力學(xué)的綜合計(jì)算題，考查了速度、功率和機(jī)械效率的計(jì)算；
解答此題的關(guān)鍵是要知道電動(dòng)自行車行駛時(shí)的有用功和總功的含義．