Question

（2010?思明區質檢）節能減排、綠色環保，新能源汽車成為未來汽車發展的方向，純電動汽車就是一種成本更低且能量轉換效率更高的新能源汽車．某廠家開發出一款自主品牌的純電動汽車，為了比較這款電動車與同型號內燃機汽車的能量轉換效率，分別對它們進行測試，部分測試數據如下表（測試過程可視為勻速直線運動）：

車型 項目	純電動汽車	內燃機汽車
能源種類	電能	汽油[q汽油=4.5×107J/kg ρ汽油=0.7×103kg/m3]
測試距離	100km	100km
牽引力	600N	600N
百公里耗能	20kW?h	？
能量轉換效率	？	20%

則：（1）測試過程中，純電動汽車牽引力所做的功是多少？
（2）純電動汽車的能量轉換效率是多少？
（3）內燃機汽車百公里耗油多少升？（保留一位小數）

Answer 1

分析：（1）已知牽引力的大小和測試的距離，根據公式W=FS可求牽引力做的功；
（2）已知消耗的電能；牽引力做的功與消耗的電能的比值就是純電動汽車的能量轉換效率；
（3）汽油車與電動汽車牽引力所做的功都相同，根據公式Q=

W

η

求出汽油車百公里消耗的總能量；根據公式Q=qm求出消耗汽油的質量，進一步求出消耗汽油的體積．

解答：解：（1）純電動汽車牽引力所做的功是W_有=FS=600N×10⁵m=6×10⁷J；
答：純電動汽車牽引力所做的功是6×10⁷J；
（2）消耗的電能W_電=20 kW?h×3.6×10⁶J/kW?h=7.2×10⁷J；
純電動汽車的能量轉換效率是η₁=

W有

W電

=

6×107J

7.2×107J

≈83.3%；
答：純電動汽車的能量轉換效率是83.3%；
（3）汽油車與電動汽車牽引力所做的功都相同為6×10⁷J；
則汽油車百公里消耗的總能量為：
Q_總=

W有

η2

=

6×107J

0.2

=3×10⁸J；
汽油的質量m_汽油=

Q總

q汽油

=

3×108J

4.5×107Jkg

≈6.67kg；
汽油的體積V_汽油=

m汽油

ρ汽油

=

6.67kg

0.7×103kg/m3

≈9.5×10^-3m³=9.5 L．
答：內燃機汽車百公里耗油9.5 L．

點評：本題考查做功、效率、質量、體積等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，重點是要學會從題目所給信息中找到有用的數據．