Question

【題目】閱讀短文，回答問題:

混合動力電動自行車

如圖甲所示，為某款混合動力電動自行車，由車架、電動機、鋰電池、調速系統、發電機組成。它有人力驅動（關閉電源、騎行者踩腳踏板）、電力驅動（不踩腳踏板、僅靠鋰電池驅動）和混合動力驅動（騎行者踩腳踏板輔助鋰電池驅動給車提供能量）三個騎行模式。下表為該款電動自行車的銘牌上給出的技術參數。最大載重即騎車人和所載物體的最大總質量。電池容量是指放電電流與放電時間的乘積。

型號	X XX	電動機額定輸出功率	160W
整車質量	40Kg	電動機額定電壓	40V
最大載重	120Kg	電動機額定電流	5.0A
鋰電池額定電壓	40V	單人電力驅動連續行駛里程
鋰電池容量	10Ah	單人混合動力驅動連續行駛里程

該款電動自行車的調速系統主要由磁鐵、傳感器、控制器和開關K四部分組成。傳感器是將磁信號轉變成電信號的裝置，它產生的電壓U0隨磁場增強而增大。在轉動電動自行車手柄旋轉套時，旋轉套中磁鐵與固定在手柄中的傳感器的距離發生改變，使U0發生變化。控制器的作用是將自身產生的電壓U與傳感器的電壓U0比較后，輸出控制電壓Uk，控制開關K的通斷，當U小于U0時，Uk=1V， 圖乙中開關K閉合: U1大于U0時，Uk=0， K斷開。當U0增大時，每次電動機工作與不工作時間的比值就增大，電動機的轉速也隨之增大，反之，則減速。圖丙中折線A和直線B分別是U和U0隨時間變化的關系圖線。

（1）電動自行車騎行過程中發電機將________能轉化為______能。

（2）下列說法，正確的是（______）

A.電池充滿時，最多儲存4度電

B.當Uk=0時，電動機中有電流通過

C.如圖丙所示，電動車在t4時刻獲得動力

D.按圖丁操作，傳感器產生電壓不斷變大

（3）此車的電動機在額定電壓下正常工作時消耗的電功率是_________W，電動機正常工作時電能轉化為機械能的效率________。 當自行車以額定功率在平直公路上滿載勻速行駛時，若其受到的阻力為總質量的0.02倍，則此時速度_________m/s （g=10N/kg）

（4）這款車在“混合動力驅動”模式下正常行駛時，人所提供的能量與“電力驅動”時鋰電池提供的能之比為___________.轉動電動自行車手柄旋轉套，讓磁鐵與傳感器距離變小時，傳感器產生的電壓U________ ，車速________（以 上兩空均選填“減少”、“不變”或“增大”）。

Answer 1

【答案】機械 電 C 200 80% 5 3：4 增大 增大

【解析】

(1)[1][2]發電機是利用電磁感應現象來工作的，是將機械能轉化為電能的機器；

(2)[3]

A．電池充滿時，最多儲存電能為

，

故A錯誤；

B．由題意知Uk=0時， K斷開，此時電路中無電流，故B錯誤；

C．當U 小于U0 時，UK =1V，圖乙中開關K閉合，電動車獲得動力，圖象中的t4 時刻U 小于U0 ，故電動車獲得動力，故C正確；

D．按圖丁操作時，磁場先減弱，后增強，傳感器產生電壓是減小后增大，故D錯誤。

(3)[4]電動機在額定電壓下正常工作時消耗的電功率是:

；

[5]由表中數據知電動機輸出功率，根據公式

；

[6]受到的阻力：

；

又因為當其勻速運動時有：

；

(4)[7]設電動自行車前進時的動力為F， “混合動力驅動”時所提供的總能量：

，

僅靠鋰電池驅動所提供的能量：

，

“混合動力驅動”時人所提供的能量：

，

則“混合動力驅動”時人所提供的能量與“電力驅動”時鋰電池提供的能量之比：

。

[8][9]由題意知，轉動電動自行車手柄旋轉套，讓磁鐵與傳感器距離變小時，磁場增強，傳感器產生的電壓U增大，電動機的轉速增大，車速增大。