Question

【題目】油電混合動力汽車是新型節能汽車之一。這種汽車啟動時內燃機并不工作，由動力蓄電池組通過驅動電機向車輪輸送能量；當以高速勻速行駛或動力蓄電池組儲存能量過低時，內燃機啟動，此時在向車輪輸送能量的同時也給動力蓄電池組輸送能量。已知某型號混合動力汽車所用的動力蓄電池組儲存的最大能量是1．0×108J。若測試人員駕駛該車在平直公路上以80km/h的測試車速勻速行駛0．5h，內燃機消耗燃油2．5kg，同時蓄電池組的能量增加了它最大儲存能量的10%；從汽車的使用說明書中知道，汽車行駛時所受阻力f和車速v的關系如圖所示。則：

（1）該汽車測試行駛中牽引力做了多少功？

（2）該汽車測試行駛中若燃油完全燃燒可放出多少熱量？

（3）該汽車內燃機的效率是多大？（假設燃油完全燃燒，燃油的熱值為4．6×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）3．6×107 J；（2）1．15×108 J；（3）40%

【解析】

試題分析：（1）由圖象可知，汽車以80km/h做勻速直線運動時受到的阻力f=900N，

∵汽車勻速直線運動時，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，∴汽車受到的牽引力：F=f=900N，

∵v=s/t，∴汽車行駛的距離：s=vt=80km/h×0．5h=40km=40000m，

該汽車測試行駛中牽引力做的功：W=Fs=900N×40000m=3．6×107 J；

（2）燃油放出的熱量：Q放 =mq=2．5kg×4．6×107 J/kg=1．15×108 J；

（3）蓄電池增加的電能：W′=1．0×108 J×10%=1．0×107 J，

有效利用的能量：W有用 =W+W′=3．6×10^7 J+1．0×107 J=4．6×107 J，

內燃機的效率：η=W有/Q放×100%=4．6×107J/1．15×108J×100%=40%