Question

（1）電動車是一種新的交通工具下表是某品牌電動自行車的部分技術參數．
①蓄電池一次充足電可儲存的能量是多少

××牌電動自行車
型號	TDE082	整車質量	80kg
最大儲存電量	3.5×106J	輪胎承受最大壓強	2×105Pa
輸出電壓	DC48V	最高車速	20km/h
噪聲	≤62dB	出廠日期

②行駛過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，最大載重量是多大？
③若蓄電池只能把儲存能量的60%用于電動自行車行駛時克服阻力做功，車在平直公路上勻速行駛時受到的平均阻力為40N，則蓄電池充滿一次電電動車最多能連續電動行駛多遠？
④若電動自行車的效率為80%，行駛過程中所受阻力為40N．車以4m/s的速度在平直公路上勻速行駛時的工作電流是多少？（g取10N/kg）
（2）如圖甲所示，當開關S接a時，移動滑動變阻器的滑片P，根據測出的電流、電壓值，畫出了定值電阻R₀的U-I圖象，當開關S接b時，同樣根據測出的電流、電壓值，畫出了燈泡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串聯接在6V的電源上，電路中的電流為0.4A，求燈絲的實際電阻值；③將R₀與燈泡L并聯接入電路并調節電源電壓，當R₀消耗的電功率為4.9W時，燈泡L恰好正常發光，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存的能量．
②由表中數據可知，輪胎所能承受的最大壓強是2×10⁵Pa，
已知輪胎與地面的接觸面積，由壓強公式的變形公式求出求出自行車對地面的壓力，
然后由G=mg的變形公式求出自行車（包括載重）的最大質量，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行駛的最大距離．
④已知自行車的效率，求出自行車的數出功率，然后由功率變形公式求出自行車的工作電流．
（2）①由U-I圖象找出定值電阻電壓對應的電流，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，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電壓，此時燈泡正常發光，可以求出燈泡額定電壓；
由U-I圖象找出燈泡額定電壓對應的電流，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存的能量是3.5×10⁶J．
②由表中信息可知輪胎承受最大壓強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，
∴自行車最大總質量m=

G最大

g

=

2000N

10N/kg

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

W

F

=

2.1×106J

40N

=52500m．
④自行車行駛時的功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=40N×4m/s=160W，
自行車的輸出功率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，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，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

，
∴并聯電壓U=U₀=

P0R0

=

4.9W×10Ω

=7V，
此時燈泡正常發光，因此燈泡額定電壓是7V；
由U-I圖象可知，U=7V時，通過燈泡的電流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存的能量是3.5×10⁶J．
②自行車最大載重量是120kg．
③電動車最多能連續電動行駛52500m．
④以4m/s的速度在平直公路上勻速行駛時的工作電流是4.2A．
（2）①定值電阻R₀的阻值是10Ω．
②燈絲實際電阻是5Ω．
③燈泡額定電壓是7V，額定功率是5.6W．

點評：本題是一道綜合計算題，涉及的知識點很多，認真分析表中數據、認真分析U-I圖象，獲取所需信息是正確解題的前提與關鍵．