Question

【題目】閱讀短文，回答問題

電動汽車

電動汽車是環保的交通工具，行駛時蓄電池給電動機供電，電動汽車的主要部分參數如表所示，如圖甲所示，在測試過程中，司機和一名陪同人員上車．司機駕駛該充滿電的車以節電模式勻速行駛30km，電池剩余容量為58kWh，陪同人員負責記錄測試數據，已知司機和陪同人員的質量均為70kg，汽車勻速行駛時所受阻力為總重力的6％，g取10N/kg。

空車質量	1360kg
輪胎與地面總接觸面積	400cm2
蓄電池最大容量	68kWh
最高車速	120km/h
最大功率	90kW
最大續航里程	180km

（1）為了節能，車靠近目的地前可采用“再生制動”的方法：在車速逐漸減到60km/h的過程中，不采用機械剎車，由于電動汽車繼續行駛，帶動電機逆向發電，將電能存儲在蓄電池內，此時電機的工作原理是______________

（2）汽車剎車原理圖如圖乙所示，連著剎車踏板的金屬桿可視為一根能繞O點轉動的______________（選填“省力”、“等臂”或“費力”）杠桿．

（3）在測試前，人未上車，此時電動汽車對水平地面的壓強為_______________Pa．在此測試過程中，電動汽車勻速行駛30km，牽引力做的功為______________J．該電動汽車將電能轉化為機械能的效率為______________%.

（4）如圖丙是小明設計的車速提醒電路，R為定值電阻，RV的阻值隨車速的變化而改變．當電壓表的示數達到某一數值時提醒駕駛員車速過快，需要減速．圖丁是RV的阻值與車速關系的圖像．圖戊是車速從0加速到100km/h過程中，RV消耗的電功率隨電流變化的圖像．則圖丁中圖線與縱坐標相交點的電阻值是______________Ω．當車速達到75km/h時，此時電壓表的示數為______________V.

Answer 1

【答案】電磁感應 省力 3.4×105 2. 7×107 75 10 9.6

【解析】

（1）汽車行駛帶動電機逆向發電，機械能轉為電能，電機是利用電磁感應原理進行發電的；

（2）由圖可知，O點為支點，活塞對金屬桿的力是阻力，腳對剎車踏板的力是動力，且動力臂大于阻力臂，所以這是一個省力杠桿；

（3）人未上車，電動汽車對水平地面的壓力為：F壓=G=mg=1360kg×10N/kg=1.36×104N；

電動汽車對地面的壓強為：p==3.4×105Pa；

電動汽車勻速行駛，所以牽引力與阻力平衡，則電動汽車受到的牽引力為：F=f=6%G總=0.06×（70kg+70kg+1360kg）×10N/kg=900N；則電動車行駛30km，牽引力做的功為：W=Fs=900N×30×103 m=2.7×107J；

由表格數據可知電池容量為68kWh，行駛30km時電池剩余容量為58kWh，則此過程中電動汽車消耗的電能為：W總=68kWh-58kWh=10kWh=3.6×107J，則電動汽車電能轉化為機械能的轉化效率：η==75%；

（4）由電路圖可知，兩個電阻串聯，電壓表測量Rv兩端的電壓，電流表測量電路中的電流，由圖丁可知車速越大，Rv的阻值越大，由可知通過電路的電流越小，由串聯分壓可知Rv兩端的電壓變大，電壓表的示數變大，由圖戊可知，車速為100km/h時，Rv的阻值最大，通過電路的電流最小為0.2A，RV消耗的電功率為2W，RV的阻值RV1==50Ω；電源電壓U=I1（RV1+R）=0.2A×（50Ω+R）①

通過電路的電流為0.3A，RV消耗的電功率為2.7W，RV的阻值RV2==30Ω，

電源電壓U=I2（RV2+R）=0.3A×（30Ω+R）②

由①和②得到R=10Ω，U=12V，

當車速為零時，RV的電阻最小，通過電路的電流最大為0.6A，電路的總電阻R總==20Ω，RV的電阻RV小=R總-R=20Ω-10Ω=10Ω；

圖丁是RV的阻值與車速成正比，當車速為75km/h時，，RV3=40Ω，通過電路的電流I3==0.24A，電壓表的示數U1=I3R V3=0.24A×40Ω=9.6V。