Question

15．電動環保車因環保經濟在各大旅游景區已廣泛投入運營．如圖1所示的電動環保車，有關技術參數如下表．

空車質量	1200kg	電動機額定功率	5kW
滿載乘員	10人	電動機額定電壓	48V
滿載時輪胎與地接觸面積	4×250cm3	最大車速	18km/h
電動機效率	80%	平路行駛里程	≤180km

根據技術參數和具體要求，求解下列問題：（g 取10N/kg）
（1）用圖2甲圖中的專用插線板給電動環保車充電，請在圖2乙圖畫出插線板內部開關和兩插座的連線，并接入家庭電路，要求：①插線板上的開關可同時控制兩插座的通、斷；②開關接通時兩插座都能提供220V電壓． 

（2）電動機以額定功率工作半小時消耗多少電能？
（3）若電動環保車滿載時，每個乘員大約60kg，該車充一次電儲存了2.7×10⁸J 的電能，電動環保車將電能轉化為機械能的效率為80%，若該車滿載時以額定功率勻速行駛，則充電一次最多可連續行駛多長的路程？

Answer 1

分析 （1）對于電燈接線操作的基本要求是：“火線零線并排走，零線直接進燈頭，火線接在開關上，通過開關進燈頭．”而對于插座的接線方法是要求“左零右火”，三孔插座還要求中接地，如果電路中有熔絲，則要將熔絲接到火線上；
（2）利用W=Pt可計算電功；
（3）先計算出滿載時人的總質量，據此得出人和車的總質量，再根據圖3得出阻力的大小；已知電動車最多儲存的電能和轉化為機械能的效率，根據η=$\frac{W}{{W}_{電}}$×100%求出牽引力做的功，電動車勻速行駛時受到的牽引力和阻力是一對平衡力，根據二力平衡條件可知牽引力的大小，根據W=Fs求出電動車行駛的最大路程．

解答 解：（1）根據家庭電路的連線規則和用電器的使用原則，連接電路如下圖：
      
（2）電動機以額定功率工作半小時消耗的電能W_電=Pt=5000W×0.5×3600s=9×10⁶J；
（3）10個人的質量m_人=60kg×10=600kg，所以人和車的總重量m_總=600kg+1200kg=1800kg；
由圖可知：m=1800kg時，f=1800N；
根據η=$\frac{W}{{W}_{電}}$×100%可得，牽引力做的功：
W=W_電η=2.7×10⁸J×80%=2.16×10⁸J，
因為電動車勻速行駛時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
所以牽引力F=f=1800N，
根據W=Fs可得，電動車行駛的最大路程：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{2.16×1{0}^{8}J}{1800N}$=1.2×10⁵m=120km．
答：（1）見上圖；
（2）電動機以額定功率工作半小時消耗9×10⁶J電能；
（3）充電一次最多可連續行駛120km的路程．

點評 本題考查壓強和電功的計算，關鍵是知道在水平路面上壓力等于物體重力，汽車勻速行駛阻力等于牽引力，再就是學會從題目所給信息中找到有用的數據．