Question

【题目】我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电．

（1）内燃机工作时，汽油燃烧时释放出的能转化为汽车的能和蓄电池的能；
（2）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是
A.磁场对电流的作用
B.电流的磁效应
C.电磁感应
（3）某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如下表所示．汽车上的电机（充当电动机时）的额定功率应该（选填“大于”、“等于”或“小于”）30kW．简单说明你判断的理由：；
（4）测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h，汽车消耗汽油5kg，同时这个期间测试人员观察到：蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值．已知汽油的热值为4.6×107J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
计算：①牵引力做功为多少；
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大．

输出电压/V	300
额定功率/kW	30
最大容量/kWh	30
质量/kg	320

Answer 1

【答案】
（1）内,机械,化学
（2）C
（3）小于,蓄电池的额定功率为30KW,蓄电池在带动电机工作的同时,还需要带动照明灯等电器工作,所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率；
（4）解：汽车通过的路程：

s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，

由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，

牵引力做的功：

W1=FS=2000N×25000m=5×107J，

燃油放出的热量：

Q放=mq=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J，

蓄电池获得的电能：

W2=（30﹣30×80%）kWh=2.16×107J，

W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，

W总=Q放=2.3×108J，

内燃机的效率：

η= ×100%= ×100%≈31%.

【解析】解：（1）内燃机工作时，汽油燃烧时释放出的内能能转化为汽车的机械能，给蓄电池充电转化为化学能；
（2）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是电磁感应现象，故答案为：C；
（3）因为蓄电池的额定功率为30KW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所以汽车上的电机的额定功率应该小于30kW；（4）见“答案”．

故答案为：（1）内；机械；化学；（2）C；（3）小于；蓄电池的额定功率为30KW，蓄电池在带动电机工作的同时，还需要带动照明灯等电器工作，所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率；（4）①5×107J；②31%．

（1）内燃机是将燃料燃烧产生的内能转化为机械能的机器；蓄电池充电是将电能转化为化学能；
（2）发电机是根据电磁感应现象制成的；
（3）所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率；
（4）利用速度公式的变形公式s=vt计算出汽车行驶的路程，由f--v图像结合二力平衡的原理，得出汽车速度在50km/h时的牵引力，再利用功的公式W＝Fs计算出汽车牵引力做的功；
已知蓄电池组储存的电能由最大值的增加到最大值，可求出转化成的电能，有用功为汽车牵引力做的功与转化成的电能的总和，最后根据效率公式求出内燃机的效率.