Question

请认真阅读下表所示的某种品牌电动自行车的一些主要技术参数．

整车净重	80kg	最高车速	50km/h
蓄电池的电压	48V/20Ah	轮胎能承受的最大压强	2×105Pa
蓄电池类型	高能免维护铅酸型	车轮直径	40cm
充电时间	8h	行驶噪声	62dB

（1）电动车电池储存的最大电能为______．电动机原理是______
（2）若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1.5×10^-2m²，那么其载重量最大不能超过多少kg？
（3）若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以限速10m/s的速度匀速行驶10分钟，受到的阻力是人与车总重的0.02倍．求：
①电动自行车的最大输出功率为多少瓦？
②若电动机能量转化的效率为75%．消耗电能多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知蓄电池的电压和容量，根据W=UIt求出储存的最大电能；电动机的原理是利用通电导体在磁场中受力转动的原理制成的；
（2）已知轮胎与地面接触的总面积和轮胎能承受的最大压强；根据公式F=pS可求电动摩托车行驶时对地面的压力，对地面的压力等于电动摩托车自身的重力与最大载重量之和；
（3）①已知自行车和人的质量，可利用重力公式G=mg求出人和自行车的总重力，又已知自行车行驶时受到的阻力是人与车总重的0.02倍，可求出所受的阻力，自行车匀速行驶时牵引力与阻力是一对平衡力，可得牵引力的大小，再利用P===Fv求出最大输出功率；
②根据W=Pt求出牵引力做的功，再根据效率公式求出消耗的电能．
解答：解：（1）电池储存的最大电能：
W=UIt=48V×20A×3600s=3.456×10⁶J，
电动机的工作原理是通电线圈在磁场里受力而转动；
（2）根据p=可得，轮胎对地面的最大压力：
F=pS=2×10⁵Pa×1.5×10^-2m²=3000N，
根据G=mg可得，车最大载重时总的质量：
m_总====300kg，
车的最大载重量：
m_载max=m_总-m_车=300kg-80kg=220kg；
（3）①人和车的总重力：
G=（m_车+m_人）g=（80kg+70kg）×10N/kg=1500N，
∵自行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，
∴牵引力F_牵=f=0.02G=0.02×1500N=30N，
电动自行车的最大输出功率：
P=F_牵v=30N×10m/s=300W；
②牵引力10min做的功：
W_牵=Pt=300W×10×60s=1.8×10⁵J，
∵电动机能量转化的效率为75%，
∴消耗的电能：
W_电===2.4×10⁵J．
答：（1）3.456×10⁶J；通电线圈在磁场里受力而转动；  
 （2）该电动摩托车载重量最大不能超过220kg；
（3）①电动自行车的最大输出功率为300W；
②若电动机能量转化的效率为75%，消耗的电能为2.4×10⁵J．
点评：本题考查了电功公式、压强公式、重力公式、功率公式、效率公式和二力平衡条件的应用等，关键是学会从题目所给信息中找到有用的数据．