Question

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，作為自己日常出行的交通工具，摩托車排放的尾氣造成的空氣污染越來越嚴重．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．因為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，電動機為車提供動力．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為32V，工作電流為4A．
（1）電動自行車在電動騎行啟動時，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為8×10^-3m²，那么車對地面的壓強多大？
（3）若車和人在行駛過程中所受阻力為20N，則這段路程內該車克服阻力所做的功為多少？
（4）該車電能轉化為機械能的效率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（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，然后根據機械效率公式η=，可直接得出答案．
解答：解：（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===1.25×10⁵Pa；
（3）W_有=fs=20N×9000m=1.8×10⁵J；
（4）W_總=UIt=32V×4A×30×60s=2.3×10⁵J，
效率：η=×100%=×100%=78.1%．
答：（1）化學能轉化為電能，電能轉化為機械能；
（2）車對地面的壓強為1.25×10⁵Pa；
（3）這段路程內該車克服阻力所做的功為1.8×10⁵J；
（4）該電動車的效率是78.1%．
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．