Question

电动自行车给人们出行带来了很大的方便，同时具有对环境污染小，节约能源等优点，是人们短途出行较喜爱交通工具之一．右图是某品牌电动车，它最大运行速度可达36Km/h，额定电压 36V，电动机额定功率200W，最大输出电流10A，净重20Kg，最大载重量100Kg，电池容量“20Ah”．
（1）电动自行车行驶时电动机将电能转化为______能和少量的______能．
（2）若车胎与地面的接触面积为20cm²，当电动车最大载重量时对地面的压强是多少？
（3）若质量为40Kg的小明骑着电动车在水平地面上行驶时，电机刚好以额定功率和最大车速行驶，摩擦阻力为总重的1/60，且电源电压恒定不变，则电动车的效率是多大？此电动车在这样路面上的能行驶的最大路程是多少？

Answer 1

解：（1）电动车行驶中消耗了电能，增加了物体的动能，即机械能；同时有少量的内能产生；
（2）最大载重时，车的重量为G=mg=（20kg+100kg）×10N/kg=1200N；
则产生的压强P===6×10⁵Pa；
（3）电动车的最大速度v=36km/h=10m/s；
摩擦力f==×（40kg+20kg）×10N/kg=×600N=10N；
设时间为t，则摩擦力的功W_f=Fvt=10N×10m/s×t=100t；
总功W=Pt=200t； 则有用功W_有=W-W_f=100t；
则电动车的效率η=×100%=50%；
（3）电机能输出的总功W=UIt=Uq
则能持续的时间t====3.6h；
则最大行程S=vt=36km/h×3.6h=129.6Km；
答：（1）机械；内；（2）压强为6×10⁵Pa；（3）电动车的效率为50%；最大行程为129.6km．
分析：（1）电动车消耗了电能而产生了动能及有少量的发热现象产生，故可知能量的转化方向；
（2）已知车对地面的压力及接触面积，则由压强公式可求得压强；
（3）车匀速行驶，故电机输出的牵引力等于阻力，则求得阻力的功率，即可求得电动车的效率；根据电池的容量及输出的电流，可求得能持续骑行的时间，则由速度公式可求得最大路程．
点评：本题要求明确能量的转化方向，并能正确利用能量守恒关系求解相关问题，要注意理解电池容量的含义．