Question

18．荣威e950插电式混合动力汽车于今年3月正式上市，百公里平均油耗约1.7升．它有两种动力系统，汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的消耗．两种动力系统也可独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车相同；只使用电力时，由电动机提供动力．如表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能（储存电能的本领是表示电池容量的另一方式），该汽车匀速行驶时受到的阻力为144N，求：
（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？
（2）该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为多少？
（3）蓄电池充满电后，仅由电动机提供动力，电能转化为机械能的效率为60%，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少km？
（4）假设汽车受到的阻力不变，仅由汽油机提供动力，汽油的热值为5.0×10⁷J/L（即焦耳/升），汽油机的效率为30%，汽车匀速行驶100km的油耗是多少升．

电池容量	44kW•h
充电电压	220V
充电电流	20A
输出电压	150V

Answer 1

分析 （1）知道充电电压和电流，根据P=UI求出充电功率，又知道电池的容量，根据P=$\frac{W}{t}$求出充电时间；
（2）汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力做的功；
（3）蓄电池充满电后，根据效率公式求出获得的机械能即牵引力做的功，根据W=Fs求出汽车匀速持续行驶的最大距离；
（4）知道汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功，根据效率公式求出汽油完全燃烧释放的热量，根据Q_放=Vq求出消耗汽油的体积，然后得出答案．

解答 解：（1）充电时输入功率：
P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，
由P=$\frac{W}{t}$可知，充满电的时间：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{44kW•h}{4.4kW}$=10h；
（2）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车受到的牵引力：
F′=f=144N，
该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功：
W′=F′s=144N×100×10³m=1.44×10⁷J；
（3）蓄电池充满电后，由η=$\frac{{W}_{机械}}{W}$×100%可得，获得的机械能即牵引力做的功：
W_机械=Wη=44×3.6×10⁶J×60%=0.9504×10⁸J，
s′=$\frac{{W}_{机械}}{F′}$=$\frac{0.9504×1{0}^{8}J}{144N}$=6.6×10⁵m=660km；
（4）汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功W′=1.44×10⁷J，
由η=$\frac{W}{Q}$×100%可得，汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=$\frac{W′}{η}$=$\frac{1.44×1{0}^{7}J}{30%}$=4.8×10⁷J，
由Q_放=Vq可得，消耗汽油的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.8×1{0}^{7}J}{5.0×1{0}^{7}J/L}$=0.96L．
答：（1）在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要10h；
（2）该汽车匀速行驶100km过程中牵引力做的功为1.44×10⁷J；
（3）汽车匀速持续行驶的最大距离是660km；
（4）汽车匀速行驶100km的油耗是0.96L．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式、做功公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用，涉及到的知识点较多，综合性强，有一定的难度．