Question

（2012?京口區模擬）閱讀短文，回答問題．
為節約能源，某型號汽車在關閉發動機后，通過小型發電機將減速運動時的部分動能轉化為電能儲存在蓄電池中．表中所示是該型號汽車的部分技術參數，其中儲能效率是指汽車正常行駛時關閉發動機，直至汽車停止的過程中，通過發電機將動能轉化為電能的效率．耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積．
測試中，先讓汽車正常行駛，然后關閉發動機，分別測出開啟和關閉發電機兩種情況下，汽車通過的路程s與對應的速度大小v，計算出動能E_k，作出E_k-s圖象，如圖所示．

××型汽車
總質量（kg）	1200
儲能效率（%）	70
耗油量（L/100km）	9

（1）發電機是根據

電磁感應

原理發電的．發電過程中，動能除了轉化為電能外，由于線圈有電阻，還有部分能量轉化為

內

能．
（2）汽車正常行駛100km，消耗燃油的質量為

6.3

kg，完全燃燒這些燃油產生的熱量為

2.898×10⁸

J（燃油的密度ρ=0.7×10³kg/m³，熱值q=4.6×10⁷J/kg）．
（3）測試時，汽車在大小為800N的牽引力作用下，以20m/s的速度正常行駛1000m．此過程中，汽車

D

．
A．受到的阻力為1.2×10⁴N          B．行駛的時間為40s
C．牽引力做的功為3.2×10⁸J        D．牽引力的功率為16kW
（4）由圖象可知，表示關閉發電機進行測試的圖線是

①

（選填“①”或“②”），判斷的依據是

從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關閉發動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應是①．

．
（5）若汽車正常行駛時的動能E_k0=4×10⁵J，某時刻關閉發動機，同時發電機開始工作，最終有

1.2×10⁵

J的動能轉化為內能．

Answer 1

分析：（1）發電機是利用了電磁感應原理，即磁生電，發電過程中，動能除了轉化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產生熱量．
（2）耗油量是指汽車正常行駛100km消耗燃油的體積，知道燃油的密度，可利用公式m=ρV計算質量，又知道燃油的熱值，可利用公式Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量．
（3）A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，從而可以判斷阻力的大小．
B、知道路程和速度，可利用公式t=

S

V

計算時間．
C、已知牽引力和移動的距離，可利用公式W=FS計算牽引力做的功．
D、知道牽引力做的功和時間，可利用公式P=

W

t

計算牽引力的功率．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關閉發動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應是②．
（5）知道汽車的儲能效率，從而可以計算出動能轉化為內能的效率，再利用公式W內=E_k0η計算內能的多少．

解答：解：（1）電磁感應現象：閉合電路的一部分導體，在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生感應電流．發電機就是利用這一原理來工作的．
在發電過程中，動能除了轉化為電能外，由于線圈有電阻，電流通過線圈時要產生熱量，還有部分能量轉化為內能．
（2）∵V=9L=10dm³=0.009m³，ρ=0.7×10³kg/m³
∴消耗燃油的質量為：m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.009m³=6.3kg；
而q=4.6×10⁷J/kg，
∴燃油完全燃燒產生的熱量為：Q_放=mq=6.3kg×4.6×10⁷J/kg=2.898×10⁸J．
（3）汽車在大小為800N的牽引力作用下，以20m/s的速度正常行駛1000m．
∴A、汽車勻速行駛，在水平方向上受到的牽引力與阻力是一對平衡力，因此牽引力為800N，阻力也為800N．說法錯誤，不符合題意．
B、行駛的時間為：t=

S

V

1000m

20m/s

=50s．說法不正確，不符合題意．
C、牽引力做的功為：W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J．說法錯誤，不符合題意．
D、牽引力的功率為：P=

W

t

=

8×105J

50s

=16000W=16kw；說法正確，符合題意．故選D．
（4）從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關閉發動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應是①．
（5）∵儲能效率70%，
∴動能轉化為內能的效率為：η=1-70%=30%，
而E_k0=4×10⁵J，
∴W_內=E_k0η=4×10⁵J×30%=1.2×10⁵J．
故答案為：（1）電磁感應；內；  
（2）6.3；2.898×10⁸；
（3）D；
（4）①； 從圖象中可以看出，汽車做勻速直線運動時速度不變，動能不變，當關閉發動機后，速度減小，動能減小，但動能與速度的平方成正比，因此動能與路程的圖象應是①；
（5）1.2×10⁵．

點評：本題考查的知識點有，發電機的工作原理，質量、熱量、阻力、時間、功、功率、轉化效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，還要學會從所給信息中找到有用的數據．