Question

【题目】混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点，某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×l08J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。图甲表示这种车自动测定油箱内油面高度的油量表(实际上是电流表改装而成)，滑动变阻器R，金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片。从油量表指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，R0为定值电阻。求：

(1)图甲中R0的作用是_________，当油箱油面上升时，油量表的示数将变________。

(2)如果用电压表代替电流表做油量表，图中的乙图已出部分电路，请在乙图中完成电路的设计。（要求：当油箱中的汽油用完时，油量表（电压表）的示数为零）__________

(3)若此次测试过程中消耗12kg燃料（假设燃料完全燃烧），若所用燃料的热值为4. 5×l07J/kg则放出的总热量是多少____________？

(4)求内燃机工作时的效率__________。

Answer 1

【答案】保护电路，避免短路 大 5.4×108J 28%

【解析】

（1）由电路图可知，电路中如果没有定值电阻R0，则当滑动变阻器滑片P滑到下端时，电路会短路，会损坏油量表与电源，由此可见，定值电阻R0的作用是：保护电路，避免短路；当油箱中的油面上升时，滑动变阻器接入电路的阻值会变小，根据I＝ 可知，油量表（电流表）的示数会变大；（2）如果用电压表代替电流表做油量表，当油箱中的汽油用完时，滑动变阻器滑片P滑到上端，接入电路的电阻为零，此时油量表（电压表）的示数为零，可知油量表（电压表）并在滑动变阻器两端。如图所示：

（3）12kg燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝12kg×4.5×107J/kg＝5.4×108J；（4）由v＝得汽车行驶的路程：s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m，由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力f＝4000N，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F＝f＝4000N，牵引力做功：W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J；增加的电能：W电＝5.12×108J×10%＝5.12×107J，有用能量：W有用＝W+W电＝1×108J+5.12×107J＝1.512×108J，内燃机的效率：η＝×100%＝×100%＝28%