Question

有一混合动力汽车，由汽车发动机（汽油机）和电动机为驱动系统提供动力，汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈，该汽油发动机的最大功率是69kW，以最大功率工作时曲轴转速为5000r/min．活塞从气缸一端运动到另一端所扫过的容积为气缸排气量，气缸容积与燃烧室容积之比为压缩比，如图为气缸容积和燃烧室容积的示意图，该车排气量是1.8L，压缩比为10：1，动力蓄电池额定电压为200V，容量（蓄电池放电电流和放电时间乘积）为150A?h，已知该车的动能E与其速度v的关系如下表所示．

v/ms﹣1	1	2	4	10	20
E/J	6.0×102	2.4×103	9.6×103	6×104	2.4×105

（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存多少焦的电能？
（2）a．当这辆汽车在平直公路上以108km/h的速度匀速行驶时，动力完全由汽油发动机提供，若汽车汽油发动机的输出功率为54kW，则此时汽车所受的阻力是多大？
b．当驾驶员看到前方限速标志时，立即减速并启动充电装置给动力蓄电池充电，汽车速度由108km/h减小到72km/h，若在此过程中动力蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%，则动力蓄电池获得的电能为多少焦？
（3）若该汽车汽油发动机以最大功率工作时，吸气冲程末气缸内每升混合气体中汽油质量是7.2×10^﹣5kg，此时这台汽油发动机的效率是多少？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

（1）该汽车的动力蓄电池最多可储存1.08×10⁸J的电能；
（2）a：此时汽车所受的阻力是1.8×10³N；b：动力蓄电池获得的电能为1.5×10⁵J；
（3）此时这台汽油发动机的效率是25%．

试题分析：(1) 蓄电池最多可储存的电能。
（2）a.汽车的牵引力，
因为汽车做匀速直线运动，汽车受到的阻力。
b.由表格中的数据可以看出，汽车的动能与速度的平方成正比。所以当汽车的速度是30m/s时，汽车的动能为5.4×10⁵J。减少的动能为3×10⁵J，汽车获得的电能为1.5×10⁵J。
（3）排气量为1.8L的汽车，汽缸容积为，
吸气冲程末气缸内混合气体中汽油的质量。
一分钟内汽油完全燃烧放出的热量。
一分钟内汽油发动机对外做的有用功。
汽油机的效率。