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5.最新研发的超级电容储能式新型电车,没有传统电车的“辫子”,可在乘客上下车的短时间内充满电,还可以把刹车时减小的机械能转化成电能回收储存再利用.
某型号新型电车的有关技术参数如下表:
空车质量(kg)10000满载乘员数(人)80
满载时轮胎与地面接触总面积(cm25000最大车速(km/h)80
(1)传统电车掉“辫子”时,电路处于断(填“通”或“断”或“短”) 路状态,无法对电车持续供电.
(2)假设每位乘员的质量为60kg,新型电车满载停在水平路面时,对路面的压强有多大?
(3)刹车时减小的机械能转化成电能的工作原理是电磁感应.
(4)新型电车在某次行驶中,刹车时减小的机械能总量为1×107J,如果这部分能量的80%回收再利用,可供电车在阻力为1×104N的水平路面匀速行驶多少路程?

分析 (1)处处连通的电路为通路;某处断开的电路为断路;电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路,短路还包括局部短路.
(2)新型电车满载停在水平路面时,对地面的压力等于空车重力和所有乘员重力之和,根据F=G=mg求出其大小,根据p=$\frac{F}{S}$求出对路面的压强;
(3)闭合电路的部分导体切割磁感线运动时,将产生感应电流,这种现象叫电磁感应,发电机就是根据这个原理制成的;
(4)根据效率公式求出回收再利用的能量即为电车克服阻力做的功,根据W=Fs求出电车匀速行驶的路程.

解答 解:
(1)传统电车掉“辫子”时,电路断开,处于开(或断)路状态;
(2)新型电车满载停在水平路面时,对地面的压力:
F=G=mg=(10000kg+60kg×80)×10N/kg=1.48×105N,
受力面积:
S=5000cm2=0.5m2
对路面的压强
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.48×1{0}^{5}N}{0.5{m}^{2}}$=2.96×105Pa;
(3)刹车时减小的机械能用来发电,转化成电能,其工作原理是电磁感应现象;
(4)回收再利用的能量:
W=1×107J×80%=8×106J,
由W=Fs得,可供电车在水平路面匀速行驶的路程:
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{8×1{0}^{6}J}{1×1{0}^{4}N}$=800m.
答:(1)断;
(2)新型电车满载停在水平路面时,对路面的压强为2.96×105Pa;
(3)电磁感应;
(4)回收再利用的能量可供电车在水平路面匀速行驶的路程是800m.

点评 本题考查了电路的三种状态和压强的计算以及做功公式的应用,从表格中获取有用的信息是解题的关键.

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实验次数动力F1/N动力臂L1/m阻力F2/N阻力臂L2/m
120.330.2
240.480.2
35    0.360.25
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