Question

【题目】伦敦奥运会期间，一种环保混合动力汽车穿梭于各场馆之间，混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过某种方式向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给蓄电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和蓄电池还可以同时向车轮输送能量．一测试人员驾驶该车在平直公路上匀速行驶0.5h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车内燃机消耗燃油 4.475kg，车速为50km/h，蓄电池组储存的能量由最大值的60%增加到80%，蓄电池组储存的能量的最大值为1.08×108J．从汽车使用技术手册中，测试人员发现该车使用的燃油的热值为4.0×107J/kg，汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如上左图所示．

（1）混合动力车启动时，蓄电池 能转化为汽车 能．

（2）该车在测试过程中内燃机的牵引力所做功是多少？

（3）该车在测试过程中蓄电池组储存的能量增加了多少？

（4）试计算该汽车内燃机的效率（不计内燃机机械传动及充电过程中的能量损失）．

Answer 1

【答案】化学能 机械能 5×1072.16×107 40％

【解析】试题分析：（1）混合动力车启动时，蓄电池把储存的化学能转化为汽车机械能；（2）由图象可知，当汽车的速度为50km/h时，汽车受到的阻力为2000N；汽车做匀速运动，由平衡条件得：汽车牵引力F=f=2000N，∵v=s/t，∴汽车通过的路程：s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，牵引力做的功：W1=Fs=2000N×25000m=5×107J；（3）转化成的电能：W2=1.08×108J×（80%-60%）=2.16×107J；（4）W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107J，燃油放出的热量：Q放=mq=4.475kg×4.0×107J/kg=1.79×108J，W总=Q放=1.79×108J，内燃机的效率：η=W有用/W总×100%=7.16×107J/1.79×108J×100%=40%。