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11.一辆以蓄电池为驱动能源的环保电动汽车,拥有三十多个座位,其电池每次充电仅需三至五个小时,蓄电量可让汽车一次性跑5.0×105m,汽车时速最高可达1.8×102km/h,汽车总质量为9.0×103kg.驱动电机直接接在蓄电池的两极,且蓄电池的内阻为r=0.20Ω.当该汽车在某城市快速水平公交路面上以v=90km/h的速度匀速行驶时,驱动电机的输入电流I=1.5×102A,电压U=3.0×102V,内电阻RM=0.40Ω.在此行驶状态下(取g=10m/s2),求:
(1)驱动电机输入的电功率P
(2)驱动电机的热功率P
(3)驱动电机输出的机械功率P
(4)蓄电池的电动势E.

分析 (1)根据P=UI求出驱动电机的输入功率.
(2)由P=I2r可求得热功率;
(3)由输入功率与热功率的差值可求出机械功率;
(4)由闭合电路欧姆定律可求得电源的电动势;

解答 解:
(1)驱动电机输入的电功率:${P_入}=IU=1.5×{10^2}×3.0×{10^2}W=4.5×1{0^4}W$
(2)驱动电机的热功率:${P_热}={I^2}R={(1.5×{10^2})^2}×0.40W=9.0×1{0^3}W$
(3)驱动电机输出的机械功率:${P_机}={P_入}-{P_热}=3.6×1{0^4}W$
(4)蓄电池的电动势:E=U+IR=(3.0×102+1.5×102×0.2)V=3.3×102V
答:(1)驱动电机输入的电功率P为4.5×104W
(2)驱动电机的热功率P;为9.0×103W;
(3)驱动电机输出的机械功率P3.6×104W
(4)蓄电池的电动势E为3.3×102V

点评 解决本题的关键掌握功率的公式P=UI,以及机械功率的公式P=Fv的应用;要注意体会能量的转化与守恒关系.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图甲所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计时器打上的点计算出:(1)当M与m的大小关系满足M>>m时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(2)一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定,探究小车的加速度与质量的关系,以下做法正确的是B.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源
D.小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M,直接用公式 a=$\frac{mg}{M}$求出
(3)实验中甲乙两位同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象分别为乙图中的直线Ⅰ和直线Ⅱ,直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大,明显超出了误差范围,下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释,其中可能正确的是BC
A.实验前甲同学没有平衡摩擦力
B.甲同学在平衡摩擦力时把长木板的末端抬得过高了
C.实验前乙同学没有平衡摩擦力
D.乙同学在平衡摩擦力时,把长木板的末端抬得过高了.

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2.如图,质量为m=5kg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向的夹角为θ=37°,球恰好能在杆上匀速滑动.若球受到一大小为F=200N的水平推力作用,可使小球沿杆向上加速滑动(g取10m/s2),求:(sin37°=0.6   cos37°=0.8)
(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小;
(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小.

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19.如图所示,电源电动势E=6V、内阻r=lΩ,标有“3V,6W”的灯泡L恰能正常发光,电动机M的绕线电阻R=0.5Ω,求:
(1)电路中的总电流;
(2)电动机的输出功率.

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6.用电动势E=6V、内电阻r=4Ω的直流电源分别单独对下列四个小灯泡供电,实际消耗电功率最大的小灯泡的额定电压和额定功率是(设灯泡电阻不随电压变化)(  )
A.“6V,12W”B.“6V,9W”C.“6V,4W”D.“6V,3W”

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16.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.
实验步骤:
①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:
F/N00.501.001.502.002.50
l/cml010.9712.0213.0013.9815.05
③找出②中F=2.50N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′
④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在图丙的坐标纸上画出F-l图线,根据图线求得l0=10.0cm.
(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为1.8N.
(3)根据给出的标度,在图丁中作出FOA和FOB的合力F′的图示.
(4)通过比较F′与F00'的大小和方向,即可得出实验结论.

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20.如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=$\frac{3}{5}l$,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为(  )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.2mgB.3mgC.$\frac{247}{125}$mgD.$\frac{303}{125}$mg

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