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当前,多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在全球范围内展开:
(1)有一电动汽车,电动机工作时的部分电路图如图所示,当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别是20A和110V,电动机的输出功率为2kw.求电动机的线圈电阻.
(2)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制太阳能汽车.汽车上的太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S=8m2,正对太阳时能产生U=120V的电压,并对车上的电动机提供I=10A的电流,用此做电源开动第(1)问中电动汽车,太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P=1Kw/m2,已知电动机的效率η=80%,在水平路面行驶时车受到的阻力f=150N.那么,这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为多少?它所用的太阳能电池板的效率为多大?

【答案】分析:(1)根据能量转化和守恒定律列出输出功率、电压和电流与线圈电阻的关系式,求出线圈电阻.
(2)当实验车在水平路面上匀速行驶时,速度最大,此时牵引力等于阻力,根据功率公式求出最大速率.太阳能电池板接收到是太阳能,输出是电能,根据电能与太阳能之比求出效率.
解答:解:
(1)根据能量转化和守恒定律得
      UI=P+I2r
得到r=
代入解得  r=0.5Ω
(2)由题,电动机的效率为η=80%,当实验车在水平路面上匀速行驶时,速度最大,此时牵引力等于阻力,则有
    UIη=Fvm,又f=F     
综合得到vm=6.4m/s 
所用的太阳能电池板的效率为η′==15%
答:
(1)电动机的线圈电阻是0.5Ω.
(2)这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为6.4m/s,它所用的太阳能电池板的效率为15%.
点评:本题中涉及两个电路:一个电动机电路,另一个是电池板电路,关键抓住能量是如何转化的.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

在人类生活日臻高质量的今天,以开发和推广电动汽车、多种替代燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在世界范围内展开,电动汽车大致可分为可充电的蓄电池电动汽车和太阳能电动汽车等.替代燃料汽车开发的基本设想是使用汽油和柴油以外的燃料,到目前为止,可用作替代燃料的是天然气、醇类、氢气等.

(1)有一电动汽车,电动机工作时的部分电路图如图甲所示,当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别是20 A和110 V,电动机的输出功率为2 kW,求电动机的内阻.

(2)如图乙为控制电动机转动方向的双刀双掷开关,要求双刀双掷开关合在1、2接线柱上时,电动机工作使汽车前进,双刀双掷开关合在3、4接线柱上时使汽车后退,请按要求在虚线框内完成接线柱间的线路连接.

(3)某氢气燃料汽车,最大输出功率为60 kW,行驶过程中所受阻力不变,为3×103 N,发动机的效率为50%.已知每摩尔氢气燃烧生成水蒸气并放出285.8 kJ的热量.若要求该汽车以最大速度行驶300 km,需要多少质量的氢气作燃料?

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科目:高中物理 来源:2010年浙江省高二上学期期中考试物理卷 题型:选择题

在世博园区,运行着许多氢燃料汽车,其动力来源是氢燃料电池(结构如图)。现将多用电表的选择开关调至电流档并选择恰当量程,串联在电路中测得经过电动机的电流为I;用多用电表的电压档测得电动机两端的电压为U;则

A.测电流和电压时,红表笔应接在图中的B

B.由欧姆定律得电动机的内阻为

C.氢燃料电池的输出功率为

D.如果该电动机的效率为,汽车匀速运动的速度为v,则

汽车的牵引力为

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

当前,多种代用燃料汽车为主要内容的“绿色汽车”工程在全球范围内展开:
(1)有一电动汽车,电动机工作时的部分电路图如图所示,当电动机正常工作时,电流表、电压表的示数分别是20A和110V,电动机的输出功率为2kw.求电动机的线圈电阻.
(2)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制太阳能汽车.汽车上的太阳能电池接受太阳光能的面板面积为S=8m2,正对太阳时能产生U=120V的电压,并对车上的电动机提供I=10A的电流,用此做电源开动第(1)问中电动汽车,太阳光照射到电池板单位面积上的辐射功率P0=1Kw/m2,已知电动机的效率η=80%,在水平路面行驶时车受到的阻力f=150N.那么,这辆实验车在该路面上行驶的最大速率为多少?它所用的太阳能电池板的效率为多大?
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