陆军司令员:电动自行车知识分析与解答

1．下表所示的是某电动自行车铭牌的一部分。
⑴若电动自行车以3m/s的速度匀速行驶1800m需多少时间？
⑵在这段路程上，电动自行车消耗的电能是1．2×105J，则它行驶时受到的阻力是多少牛顿？
型号
XM—QQ
整车尺寸
1510×750×280cm
最高车速
20km/h
充电时间
5h
机械效率
75%
分析与解：⑴由速度公式v=s/t得：    t=s/v=1800m/3m/s=600s
⑵W机械=W电η=1．2×105J×75%=9×104J

受到的阻力：
2．电动自行车省力、环保，很受人们的喜爱。
⑴小芳家离学校约4200m，骑电动自行车上学的路上约需14min，则她在骑车上学时的平均速度约是多大？
⑵若人和车的重量共为900N，行驶时受到的平均阻力是人和车重的0．04倍，求在上学路上电动自行车克服阻力所做的功。
分析与解：⑴小芳骑车上学时平均速度约是：
⑵电动自行车行驶时受到的平均阻力：F=0．04G=0．04×900N=36N
电动自行车克服阻力所做的功：
W=Fs=36N×4200m=1．512×105J
3．电动自行车以其轻便、经济、环保的特点受到了一些消费者的青睐。某电动自行车以5m/s的速度沿水平路面匀速行驶时，电动机输出的有用功率是180 W求：
⑴电动机10s内对自行车做的功；
⑵电动自行车匀速行驶时受到的阻力；
分析与解：
⑴电动机10s内对自行车做的功：W=Pt=180W×10s=1800J
⑵电动自行车匀速行驶时受到的阻力：

4．电动自行车越来越受到人们的青睐，不少人用电动自行车替代了摩托车。电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑车时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力，下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：
最高车速
≤30km/h
一次充电连续行驶里程
50km
蓄电池工作电压
36V
充电时间
8h
一次充电耗电量
0．6kwh
电动机效率
75%
质量
40kg
最大骑行噪声
≤62dB
若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶，受到的阻力是人与车总重的0．02倍，取g=10N/kg，求：
⑴行驶10min，电动机对自行车做的功；
⑵通过电动机线圈的电流。
⑶若摩托车百公里耗油2．5L，每升汽油4．65元，照明用电每度0．52元，试比较说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。
分析与解：⑴电动自行车匀速行驶时：
F=f=0．02G=0．02×（m车+m人）g
=0．02×（40kg+60kg）×10N/kg=20N
10min自行车行驶的路程：s=vt=6m/s×10×60s=3600m
电动机对自行车做的功：W有=Fs=20N×3600m=7．2×104J
⑵行驶10min电动自行车消耗的电能：
通过电动机线圈的电流：

⑶电动自行车百公里耗电的费用为：
2×0．6kwh×0．52元/度=0．624元
摩托车百公里耗油的费用为：
2．5元×4．65元/L=11．625元
比较可知百公里行程，电动自行车比摩托车的费用低得多，所以使用电动自行车更经济。
5．电动摩托车实用、环保、污染少，很受人们的喜爱．现有某型号的电动摩托车的一些性能参数如表所示：
整车净重
80kg
最高车速
45km/h
蓄电池的电压
48V
轮胎能承受的最大压强
2×105Pa
蓄电池类型
高能免维护铅酸型
车轮直径
40cm
一次充电储存的电能
3．5×106J
行驶噪声
62dB
（1）若该电动摩托车在行驶过程中轮胎与地面接触的总面积为1．5×10-2m2，那么其载重量最大不能超过多少kg？（取g=10N／kg）
（2）若该车以10m／s的速度匀速行驶时，受到的阻力为50N，电能转化为机械能的效率为80％，求该车充一次电后，以所述情况行驶时，最多能行驶多远？此过程中摩托车的工作电流是多大？
分析与解：（1）轮胎对地面的最大压力为：F=pS=2×105Pa×1．5×10-2m2=3000N
车最大载重时总的质量为：

所以车的最大载重量为：m载=m总-m车=300kg-80kg=220kg
（2）依题意，电能转化为机械能为
W机=80％W电
所以，充一次电最多能行驶的距离为：

此过程所用时间为

所以，摩托车的工作电流为

或

所以工作电流为
6．电动自行车可以电动骑行，亦可以脚踏骑行。使用前，应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时，蓄电池对车上电动机供电，电动机为车提供动力。现有一辆电动自行车，沿着水平的道路匀速行驶，在0．5h内，电动行驶了9km，此时车上电动机的工作电压为32V，工作电流为4A。
⑴电动自行车在电动骑行启动时，能量是如何转化的？
⑵若该车和人共重1000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为8×10－3㎡，那么车对地面的压强多大？
⑶若车和人在行驶过程中所受阻力20N，则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少？
⑷该车电能转化为机械能的效率是多少？
分析与解：⑴化学能转化为电能，电能转化为机械能。
⑵车对地面的压强：

⑶车克服阻力所做的功：
W有=Fs=20N×9000m=1．8×106J
⑷消耗的电能：
W总=Pt=UIt=4A×32V×1800s=2．304×106J
该车电能转化为机械能的效率为：

7．小明想利用实验室所提供的器材测量未知电阻R (阻值约为1k)．
实验室所提供的器材有：电源(电压约为9V)、滑动变阻器R(100 2A)、电流表(量程为0～0．6A、分度值为0．02A)、电压表(量程为0～3V、分度值为0．1V)各一个，开关S1、S2两只，导线若干．
    (1)小明设计了如图所示的电路进行测量．你认为小明能否测出未知电阻R?为什么?
(2)请你选用上述器材设计方案测出未知电阻R．
①画出实验电路图；
②简述实验步骤；
③写出R的表达式(用已知量和测得量表示)
8．小华准备参加玩具赛车比赛，他运用图中所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机．设电池的电压恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A．则该玩具电动机正常转动时将电能转化为机械能的效率为
A．91%   B．70%   C．30%    D．9%