Question

（1）電動(dòng)車(chē)是一種新的交通工具下表是某品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)．
①蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的能量是多少

××牌電動(dòng)自行車(chē)
型號(hào)	TDE082	整車(chē)質(zhì)量	80kg
最大儲(chǔ)存電量	3.5×106J	輪胎承受最大壓強(qiáng)	2×105Pa
輸出電壓	DC48V	最高車(chē)速	20km/h
噪聲	≤62dB	出廠日期

②行駛過(guò)程中輪胎與地面的總接觸面積為0.01m²，它在水平公路上行駛時(shí)，最大載重量是多大？
③若蓄電池只能把儲(chǔ)存能量的60%用于電動(dòng)自行車(chē)行駛時(shí)克服阻力做功，車(chē)在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的平均阻力為40N，則蓄電池充滿一次電電動(dòng)車(chē)最多能連續(xù)電動(dòng)行駛多遠(yuǎn)？
④若電動(dòng)自行車(chē)的效率為80%，行駛過(guò)程中所受阻力為40N．車(chē)以4m/s的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)的工作電流是多少？（g取10N/kg）
（2）如圖甲所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接a時(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，根據(jù)測(cè)出的電流、電壓值，畫(huà)出了定值電阻R₀的U-I圖象，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接b時(shí)，同樣根據(jù)測(cè)出的電流、電壓值，畫(huà)出了燈泡L的U-I圖象，如圖乙所示，①求定值電阻R₀的阻值．②將R₀與燈泡L串聯(lián)接在6V的電源上，電路中的電流為0.4A，求燈絲的實(shí)際電阻值；③將R₀與燈泡L并聯(lián)接入電路并調(diào)節(jié)電源電壓，當(dāng)R₀消耗的電功率為4.9W時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，求燈泡L的額定電功率．

Answer 1

分析：（1）①由表中信息可知，蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的能量．
②由表中數(shù)據(jù)可知，輪胎所能承受的最大壓強(qiáng)是2×10⁵Pa，
已知輪胎與地面的接觸面積，由壓強(qiáng)公式的變形公式求出求出自行車(chē)對(duì)地面的壓力，
然后由G=mg的變形公式求出自行車(chē)（包括載重）的最大質(zhì)量，最后求出最大載重．
③求出蓄電池能釋放的電能，然后由功的變形公式求出自行車(chē)行駛的最大距離．
④已知自行車(chē)的效率，求出自行車(chē)的數(shù)出功率，然后由功率變形公式求出自行車(chē)的工作電流．
（2）①由U-I圖象找出定值電阻電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由歐姆定律求出電阻阻值．
②由U-I圖象找出電流為0.4A時(shí)，燈泡兩端的電壓，然后由歐姆定律求出燈泡電阻．
③由電功率的變形公式求出并聯(lián)電壓，此時(shí)燈泡正常發(fā)光，可以求出燈泡額定電壓；
由U-I圖象找出燈泡額定電壓對(duì)應(yīng)的電流，然后由電功率公式P=UI求出燈泡額定功率．

解答：解：（1）①由表中信息可知：蓄電池一次充足電儲(chǔ)存的能量是3.5×10⁶J．
②由表中信息可知輪胎承受最大壓強(qiáng)P_Max=2×10⁵Pa，
∵P=

F

S

，
∴輪胎能承受的最大壓力F_最大=P_最大 S=2×10⁵Pa×0.01m²=2000N；
在水平路面上F_最大=G_最大=2000N，
∵G=mg，
∴自行車(chē)最大總質(zhì)量m=

G最大

g

=

2000N

10N/kg

=200kg；
自行車(chē)最大載重量M_載=m-m_車(chē)=200 kg-80 kg=120kg；
③由題意得：自行車(chē)輸出電能W=3.5×10⁶J×60%=2.1×10⁶J，
自行車(chē)在水平路面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則F=f=40N，
∵W=Fs，
∴自行車(chē)行駛距離s=

W

F

=

2.1×106J

40N

=52500m．
④自行車(chē)行駛時(shí)的功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=40N×4m/s=160W，
自行車(chē)的輸出功率P=UI×80%=Fv，即48VI×80%=40N×4m/s，則I=4.2A．
（2）①由U-I圖象可知，
定值電阻電壓為U₀=4V時(shí)，I=0.4A，
∵I=

U

R

，
∴電阻R₀=

U0

I

=

4V

0.4A

=10Ω；
②由U-I圖象可知，
電流I=0.4A時(shí)，燈泡電壓U_L=2V，
∵I=

U

R

，
∴燈泡電阻R_L=

UL

I

=

2V

0.4A

=5Ω；
③∵P=

U2

R

，
∴并聯(lián)電壓U=U₀=

P0R0

=

4.9W×10Ω

=7V，
此時(shí)燈泡正常發(fā)光，因此燈泡額定電壓是7V；
由U-I圖象可知，U=7V時(shí)，通過(guò)燈泡的電流I_L=0.8A，
燈泡額定功率P_L=U_LI_L=7V×0.8A=5.6W．
答：（1）①蓄電池一次充足電可儲(chǔ)存的能量是3.5×10⁶J．
②自行車(chē)最大載重量是120kg．
③電動(dòng)車(chē)最多能連續(xù)電動(dòng)行駛52500m．
④以4m/s的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)的工作電流是4.2A．
（2）①定值電阻R₀的阻值是10Ω．
②燈絲實(shí)際電阻是5Ω．
③燈泡額定電壓是7V，額定功率是5.6W．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合計(jì)算題，涉及的知識(shí)點(diǎn)很多，認(rèn)真分析表中數(shù)據(jù)、認(rèn)真分析U-I圖象，獲取所需信息是正確解題的前提與關(guān)鍵．