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4．6×107 J/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
（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×4．6×10^7 J/kg=2．3×108 J，

蓄电池获得的电能：W2=（30-30×80%）kWh=2．16×107 J，

W有用=W1+W2=5×107J+2．16×107J=7．16×107 J，W总=Q放=2．3×18 J，

内燃机的效率：η=W有用/W总×100%=7．16×107J/2．3×108J×100%≈31%

【解析】（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，故选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；

（1）发电机是根据电磁感应现象制成的；
（2）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；
（3）已知燃油的质量kg，燃油的热值为4.6×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量，由图象可知，车速为50km/h时，阻力是2000N，牵引力也是2000N，由速度50km/h和时间0.5h，根据S=Vt求出距离，根据W=FS求出牵引力做的功；已知蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据η=W有用/W总×100%求出内燃机的效率．