Question

3．新能源汽车充电桩在许多城市建成投运，若充电桩对新能源小汽车的充电功率为6.25kW，充电1h可使额定输出功率为12kW的新能源小汽车匀速直线行驶30km，已知小汽车以额定输出功率在平直公路上匀速行驶时受到的阻力是600N．求：
（1）该小汽车以额定输出功率行驶时的速度；
（2）该小汽车将电能转化为机械能的效率．

Answer 1

分析 （1）小汽车匀速直线行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，又知道小汽车的输出功率，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出该小汽车以额定输出功率行驶时的速度；
（2）根据W=Fs求出牵引力做的功，又知道消耗的电能，根据η=$\frac{{W}_{机}}{{W}_{电}}$×100%求出汽车将电能转化为机械能的效率．

解答 解：（1）因小汽车匀速直线行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，汽车受到的牵引力：
F=f=600N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，该小汽车以额定输出功率行驶时的速度：
v=$\frac{P}{F}$=$\frac{12×1{0}^{3}W}{600N}$=20m/s；
（2）汽车将电能转化为机械能的效率：
η=$\frac{{W}_{机}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{Fs}{{P}_{电}t}$×100%=$\frac{600N×30×1{0}^{3}m}{6.25×1{0}^{3}W×3600s}$×100%=80%．
答：（1）该小汽车以额定输出功率行驶时的速度为20m/s；
（2）该小汽车将电能转化为机械能的效率为80%．

点评 本题考查了二力平衡条件和功率公式、效率公式、电功公式的综合应用，灵活的运用相应的公式及其变形式是关键．