Question

13．电动自行车已成为大众化的一种交通工具，小乔对家里的电动自行车进行了测试．他骑车在平直的路面上由静止开始运动，当速度达到6m/s时开始做匀速直线运动，此时受到的阻力为35N．已知电动机输入电压48V，输入电流5A，该电动自行车匀速行驶时的电功率是240瓦，电能转化为机械能的效率为87.5%，此电动机线圈的电阻为1.2欧．

Answer 1

分析 由P=UI计算电动自行车匀速行驶时的电功率；
由P=Fv计算电能转化为机械能的功率，再根据效率公式计算电能转化为机械能的效率；
先计算电动机转化为内能的功率，再由P=I²R计算电动机线圈的电阻．

解答 解：
已知电动机输入电压48V，输入电流5A，所以电动自行车匀速行驶时的电功率：
P_电=UI=48V×5A=240W；
电动自行车做匀速直线运动，阻力与电动机牵引力是一对平衡力，所以其功率：
P_机械=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=fv=35N×6m/s=210W，
所以电能转化为机械能的效率：
η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{{P}_{机械}t}{{P}_{电}t}$×100%=$\frac{{P}_{机械}}{{P}_{电}}$×100%=$\frac{210W}{240W}$×100%=87.5%；
电动机工作时将电能转化为机械能和内能，所以电动机转化内能的功率：
P_热=P_电-P_机械=240W-210W=30W，
由P=I²R可得电动机线圈的电阻：
R=$\frac{{P}_{热}}{{I}^{2}}$=$\frac{30W}{（5A）^{2}}$=1.2Ω．
故答案为：240；87.5；1.2．

点评 本题考查了电功率、功率、效率及电阻的计算，注意电动机是非纯电阻电路，明确产生内能的功率、机械能功率和电功率的关系以及其计算方法是关键．