Question

（2013?啟東市一模）高速鐵路是一種安全舒適、低碳環(huán)保的運(yùn)輸方式，截止2012年底，我國(guó)高速鐵路營(yíng)運(yùn)里程達(dá)到13000km．行駛在高速鐵路上的列車稱為動(dòng)車，動(dòng)車使用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，額定電壓為2.5×10⁴V，動(dòng)車使用的電動(dòng)機(jī)效率為80%．一列以150km/h速度行駛的動(dòng)車消耗的電功率為1000kW，動(dòng)車的速度越大，消耗的電功率越大，電功率與速度的三次方成正比．
（1）能源的種類繁多，人們從不同角度對(duì)能源進(jìn)行分類．電能屬于

A

；
A．二次能源    B．可再生能源    C．化石能源    D．清潔能源
（2）電動(dòng)機(jī)的工作原理是

通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用

，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為

機(jī)械

能；
（3）高速鐵路兩邊留有很寬的隔離帶，禁止行人車輛靠近，防止被動(dòng)車“吸進(jìn)去”，這是由于

流速越大的地方壓強(qiáng)越小

；
（4）已知北京至上海鐵路線路長(zhǎng)度約為1350km，如果動(dòng)車以150km/h的速度勻速?gòu)纳虾Ｐ旭偟奖本�，消耗的電能�?!--BA-->

3.24×10¹⁰

J；
（5）動(dòng)車車身都涉及成流線型，這樣做的目的是

減小阻力

；以300km/h速度勻速行駛的動(dòng)車受到的阻力大小約為

7.68×10⁴

N．

Answer 1

分析：（1）直接從自然界中獲取的能源叫做一次能源，由一次能源轉(zhuǎn)化而來(lái)的能源叫二次能源；
（2）電動(dòng)機(jī)的工作原理：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用；工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）流速越大的地方，壓強(qiáng)越��；
（4）根據(jù)v=

s

t

求出時(shí)間，再根據(jù)W=Pt求出消耗電能多少；
（5）列車行駛時(shí)，主要克服列車的阻力作用，車頭制成流線型主要是為了克服阻力作用；
一列以150km/h速度行駛的動(dòng)車消耗的電功率為1000kW，從而求出以300km/h速度勻速行駛時(shí)的功率，再根據(jù)效率求出動(dòng)車的有用功率；再根據(jù)P=Fv求出動(dòng)車的牽引力，因?yàn)閯蛩傩旭偹�以阻力等于牽引力�?/div>

解答：解：（1）電能不可以從自然界中直接獲取，所以它是二次能源，故A正確；使用后會(huì)越來(lái)越少，是不可再生能源，故B錯(cuò)誤；電能不屬于化石能源，故C錯(cuò)誤；在獲得電能的時(shí)候可能會(huì)產(chǎn)生污染，所以電能不屬于清潔能源，故D錯(cuò)誤；
（2）電動(dòng)機(jī)的工作原理：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用；工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（3）動(dòng)車快速經(jīng)過(guò)時(shí)，在動(dòng)車和人體中間的空氣流速非常快，中間的壓強(qiáng)非常小，車輛和行人的前后面會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常大的壓強(qiáng)差，會(huì)將人和車輛壓入到動(dòng)車下面造成事故，所以高速鐵路兩邊留有很寬的隔離帶，禁止行人車輛靠近．
（4）∵v=

s

t

∴行駛時(shí)間t=

s

v

=

1350km

150km/h

=9h=32400s，
動(dòng)車消耗的電能：W=Pt=10⁶W×32400s=3.24×10¹⁰J；
（5）動(dòng)車車身都涉及成流線型，這樣做的目的是減小阻力的作用；

P1

P2

=

v 3 1

v 3 2

，

1000kW

P2

=

(150km/h)3

(300km/h)3

，所以以300km/h速度勻速行駛時(shí)動(dòng)車的功率：
P₂=8000kW=8×10⁶W，
動(dòng)車的有用功率：P=P₂×80%=8×10⁶W×80%=6.4×10⁶W，
∵P=Fv
∴動(dòng)車受到的阻力f=F=

P

v

=

6.4×106W

83.3m/s

=7.68×10⁴N．
故答案為：（1）A；（2）通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到力的作用；機(jī)械；（3）流速越大的地方壓強(qiáng)越小；（4）3.24×10¹⁰；（5）減小阻力；7.68×10⁴．

點(diǎn)評(píng)：此題主要考查的是學(xué)生對(duì)能源的分類、流體壓強(qiáng)和流速的關(guān)系、電能、電功率計(jì)算公式的理解和掌握，特別是第五問(wèn)難度很大．