Question

【題目】混合動力汽車是一種新型汽車，它有兩種動力系統．汽車加速，汽油機提供的動力不足時，蓄電池的電能轉化為動能，使汽車加速更快；汽車減速，汽車動能轉化為電能，由蓄電池貯存起來，減少能量的浪費．兩種動力系統也可以獨立工作，只有汽油機工作時，與一般的汽車相同；只使用電力時，由電動機提供動力．如表是國產某混合動力汽車蓄電池的銘牌，其中電池容量是蓄電池貯存的最大電能．該汽車勻速行駛時受到的阻力為720N．求：

電池容量	44kWh
輸入電壓	220V
輸入電流	20A
輸出電壓	150V

（1）在家庭電路中對放電完畢的蓄電池充滿電需要的時間；
（2）僅由電動機提供動力，汽車勻速持續行駛的最大距離（不考慮電能轉化為機械能時能量的損失）；
（3）僅由汽油機提供動力，汽油機的效率為24%，汽車勻速行駛每百公里的油耗是多少升？（假設汽車受到的阻力不變，汽油的熱值為3.0×107J/L（即焦耳/升）．

Answer 1

【答案】
（1）解：充電時輸入功率：

P=UI=220V×20A=4400W=4.4kW，

由P= 得充滿電的時間：

t= = =10h

（2）解：因為汽車勻速直線運動，所以牽引力：F=f=720N，

不考慮電能轉化為機械能時能量的損失，消耗電能全部轉化為動能，由W=Fs可知：

汽車勻速持續行駛最大距離：

s= = =2.2×105m=220km

（3）解：汽車勻速行駛100公里牽引力做的功：

W′=Fs′=720N×100×1000m=7.2×107J，

由η= 得汽油完全燃燒放出的熱量：

Q放= = =3×108J；

設汽車勻速行駛100公里消耗的汽油體積為V，

由Q放=Vq可得消耗汽油體積：

V= = =10L

【解析】（1）利用P=UI求充電時輸入功率，再利用P= 求充滿電的時間；（2）因為汽車勻速直線運動，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等；不考慮電能轉化為機械能時能量的損失，消耗電能全部轉化為動能，利用W=Fs求汽車勻速持續行駛最大距離；（3）利用W=Fs求汽車勻速行駛100公里牽引力做的功，利用η= 求汽油完全燃燒放出的熱量，再利用Q放=Vq求消耗汽油體積．