Question

18．如圖為寶馬純電動車BMWi3，車體全部采用碳纖維材質制成，其質量只有1.2t．電動機可以提供125kw的最大功率．從0加速到100km/h僅需要7.2s，并配有-組20kW•h的鉀離子電池，充滿電后最高續航甲程為160km，請你根據以上信息回答下列可題（g=10N/kg）
（1）當給鋰離子電池充電時，電能轉化為化學能．
（2）若使用充電功率為700W的充電樁對該電動汽車充電，充電1h可使汽車以12kw的恒定輸出功率勻速直線行駛36km，若汽車行駛過程中受到的阻力是車重的0.05倍，求汽車勻速行駛的速度及電動車將電能轉化為機械能的效率有多大？
（3）說說電動汽車有哪些優點（兩條即可）．

Answer 1

分析 （1）給電池充電過程中，消耗電能，得到化學能；
（2）已知汽車行駛過程中受到的阻力和車重的關系，可以得到阻力；汽車勻速直線行駛，牽引力等于阻力；已知汽車恒定功率及牽引力，利用v=$\frac{P}{F}$得到汽車行駛的速度；已知充電功率和時間，可以得到汽車消耗的電能；已知汽車行駛距離和牽引力，可以得到克服阻力做的功；汽車克服阻力做的功與消耗的電能之比，就是此電動汽車的效率；
（3）電動汽車和以汽油為原料的汽車相比，具有安全、環保、效率高、經濟（節能）、易維護、適應性強等方面的優點．

解答 解：（1）當給鋰離子電池充電時，消耗電能，獲得化學能，所以此過程中將電能轉化為化學能；
（2）汽車勻速行駛時F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.2×10³kg×10N/kg=600N，
因為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以電動汽車行駛的速度為v=$\frac{{P}_{機}}{F}$=$\frac{1.2×1{0}^{3}W}{600N}$=20m/s；
因為P=$\frac{W}{t}$，
所以汽車消耗的電能為W_電=P_電t=700W×3600s=2.52×10⁶J，
汽車克服阻力做的功為W_機=Fs=600N×3.6×10⁴m=2.16×10⁶J，
所以電動汽車的效率為η=$\frac{{W}_{機}}{{W}_{電}}$=$\frac{2.16×1{0}^{6}J}{2.52×1{0}^{6}J}$≈85.7%．
（3）電動汽車具有環保、效率高的優點．
答：
（1）電；化學；
（2）汽車勻速行駛的速度是20m/s；電動車將電能轉化為機械能的效率為85.7%；
（3）電動汽車具有環保、效率高的優點．

點評 此題考查了能量的轉化、二力平衡條件的應用、功率變形公式及效率的計算，還涉及到電動汽車與傳統能源汽車的比較，是一道綜合題．