Question

油電混合動力汽車是新型節能汽車之一．這種汽車啟動時內燃機并不工作，由動力蓄電池組通過驅動電機向車輪輸送能量；當以高速勻速行駛或動力蓄電池組儲存電能過低時，內燃機啟動，此時在向車輪輸送能量的同時也給動力蓄電池組充電；若車輛需要全力加速時，內燃機和動力蓄電池組同時向車輪輸送能量．下表是某型號混合動力汽車所用的動力蓄電池組的部分參數，其中容量“100Ah”是指：當蓄電池以1A的電流供電時能持續工作100h．
若測試人員駕駛該車在平直公路上以90km/h的測試車速勻速行駛0.5h，內燃機消耗燃油3.5kg，蓄電池組的電能增加了最大電能（容量）的10%；從汽車的使用說明書中知道，汽車行駛時所受阻力f和車速v的關系如圖所示．則該汽車內燃機的效率是多大？（計算結果保留一位小數）（燃油的熱值：4.6×10⁷J/kg）

工作電壓/V	300
功率/kW	30
容量/Ah	100
質量/kg	320

Answer 1

【答案】分析：首先根據Q=mq求出燃油燃燒放出的熱量；電動車正常行駛時消耗的電能W_電池=UIt，再根據W_充電=10%W_電池求出動力蓄電池組充電增加的電能；根據公式v=求出行駛距離，根據W=Fs求出汽車克服阻力做功，最后根據η=求出汽車的效率．
解答：解：燃油完全燃燒放出的熱量：
Q=qm=4.6×10⁷J/kg×3.5 kg=1.61×10⁸J，
電動車正常行駛時消耗的電能：W_電池=UIt=300V×1A×100×3600s=1.08×10⁸J，
動力蓄電池組充電增加的電能：
W_充電=10%×W_電池=10%×1.08×10⁸J=1.08×10⁷J，
由圖象可知，汽車以90km/h的速度勻速行駛時所受阻力：f=1200N，
∵v=，
∴汽車勻速行駛通過的距離：
s=vt=90km/h×0.5h=45km=4.5×10⁴m，
汽車克服阻力做的有用功：
W=Fs=fs=1200N×4.5×10⁴m=5.4×10⁷J，
汽車內燃機的效率是：
η==≈40.2%．
答：該汽車內燃機的效率是40.2%．
點評：此題主要考查的是學生對熱值、有用功、速度、總功、機械效率計算公式的理解和掌握，綜合性很強，難度較大，從圖象和表格中找出有用的數據是解決此題的關鍵．