Question

電動(dòng)自行車(chē)使用前要先對(duì)車(chē)上的蓄電池充電，騎行時(shí)蓄電池對(duì)車(chē)上的電動(dòng)機(jī)供電，電動(dòng)機(jī)為車(chē)提供動(dòng)力．下表是這種品牌電動(dòng)自行車(chē)的一些主要技術(shù)參數(shù)．

最高車(chē)速	≤30km/h	一次充電連續(xù)行駛里程	50km
鉛酸蓄電池	36V/10Ah	充電時(shí)間	8h
一次充電耗電量	0.6kW?h	電動(dòng)機(jī)效率	80%
整車(chē)質(zhì)量	40kg	最大騎行噪聲	≤62dB

若質(zhì)量是70kg的人騎電動(dòng)自行車(chē)在水平路面上以6m/s的速度勻速行駛時(shí)，受到的阻力是人與車(chē)總重的0.02倍，取g=10N/kg．求：行駛20min，電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)做的功、電動(dòng)機(jī)消耗的電能和通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流．

Answer 1

分析：從表中我們知道，人車(chē)總質(zhì)量110Kg，人和車(chē)做的是勻速運(yùn)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)對(duì)自行車(chē)所做的功就等于人克服阻力所做的功，而電動(dòng)機(jī)消耗的電能只有80%是對(duì)自行車(chē)做功的，則可求出電機(jī)消耗的總功．

解答：解：人車(chē)對(duì)地面的總壓力為：G=（m_人+m_車(chē)）g=（70Kg+40Kg）×10N/Kg=1100N
人車(chē)受到阻力：f=0.02G=0.02×1100N=22N
20min內(nèi)人車(chē)前進(jìn)的距離：s=vt=6m/s×20×60s=7200m
阻力對(duì)人車(chē)所做的功：W=fs=22N×7200m=1.584×10⁵J
因?yàn)檐?chē)做的是勻速運(yùn)動(dòng)，則電機(jī)對(duì)人車(chē)所做功就等于1.584×10⁵J．
電動(dòng)機(jī)的效率為80%，則電機(jī)消耗的總電能為：W_電=

W

η

=

1.584×105J

80%

=1.98×10⁵J．
由電功公式可得：I=

W

Ut

=

1.98×105J

36V×1200s

=4.58A
答：行駛20min，電動(dòng)車(chē)對(duì)自行車(chē)做的功為1.584×10⁵J，電動(dòng)機(jī)消耗的總電能為1.98×10⁵J，電動(dòng)機(jī)中的電流為4.58A．

點(diǎn)評(píng)：在實(shí)際應(yīng)用中要注意找清能量的轉(zhuǎn)化方向，用所學(xué)的力學(xué)及電學(xué)知識(shí)綜合考慮．想一下，用本題中的條件如何求出電機(jī)的電阻？