(2014•南通模拟)阅读短文,回答问题.电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱.通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源,电动机为核心部件,通过控制器调节电流大小来改变速度的交通工具.世界上第一辆电动车诞生于1834年,时至今日,电动自行车已发生了巨大变化.下表是某型号电动自行车(如图甲)的相关数据. 质量m/kg 40 行驶过程中轮胎与地面接触的总面积S/m2 8×10-3 电能转化为机械能的效率η 75% 工作电压U/V 48 规定行驶速度v/
2019-05-03
(2014•南通模拟)阅读短文,回答问题.
电动自行车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱.通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源,电动机为核心部件,通过控制器调节电流大小来改变速度的交通工具.世界上第一辆电动车诞生于1834年,时至今日,电动自行车已发生了巨大变化.
下表是某型号电动自行车(如图甲)的相关数据.
质量m/kg | 40 |
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积 S/m2 | 8×10-3 |
电能转化为机械能的效率η | 75% |
工作电压U/V | 48 |
规定行驶速度v/ms-1 | ≤10 |
(1)如图所示的实验中,能反映电动机工作原理的是______.
(2)电动车中改变车速的控制器相当于是实验室中的______(填物理实验器材名称),它和电动机应该______(选填“串联”或“并联”)在一起使用.
(3)关于电动自行车,下列说法中不正确的是______.
A.手把上刻有花纹是为了增大摩擦,便于调速
B.照明灯可采用“220V 60W”的灯泡,以提高亮度
C.行驶过程中轮胎发热,轮胎内能一定增大
D.座垫做得宽大柔软,可减小乘坐时的压强
(4)如果该电动自行车采用400Wh(瓦时)的大容量电池供电,则其最多能输出的机械能为______J.若一般效率为40%的摩托车要获得同等的机械能,则需要燃烧汽油______g.(已知本地汽油的热值为4.5×106J/kg)
(5)小明骑该电动车以最大规定速度在水平路面匀速行驶.已知小明的质量是50kg,且该电动自行车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示.则上述骑行过程中自行车对地面的压强为______Pa,该过程中克服摩擦力做功的功率为______W,通过电动自行车的平均电流为______A.(g取10N/kg)
优质解答
(1)电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的.
A、图中没有电源,则导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,检流计指针发生偏转,说明产生了感应电流,这是电磁感应现象,是发电机原理.不符合题意.
B、是奥斯特实验,证明了通电导线周围存在磁场,不符合题意.
C、研究的是电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系.故不符合题意.
D、图中有电源,闭合开关后,通电导线在磁场中受力运动,是电动机的原理.符合题意.
故选D.
(2)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器,它和电动机应该串联在一起使用.
(3)A.手把上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,便于调速,正确;
B.电动机的工作电压为48V,不能用额定电压为220V的照明灯,故B错;
C.行驶过程中轮胎克服摩擦做功,机械能转化为内能,使轮胎的内能增加=温度升高而发热,故C正确;
D.座垫做得宽大柔软,是通过增大受力面积减小乘坐时的压强,故D正确;
所以不正确的是B;
(4)知道电动机的最大容量W电=400W•h=0.4kW•h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
电能转化为的机械能:
W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J;
由题知,Q放×40%=mq×40%=W机械能,
需要汽油:
m===0.6kg=600g;
(5)小明和车总质量:
m=50kg+40kg=90kg,
总重力G=mg=90kg×10N/kg=900N,
F=G=900N,
受力面积S=8×10-3m3,
对地面的压强:
p===1.125×105Pa;
根据图象求出摩擦阻力f=90kg×N/kg=22.5N,
最大功率:
P=fv=22.5N×10m/s=225W;
消耗电功率:
P电==,
∵P=UI,
∴I===6.25A.
故答案为:
(1)D;
(2)(滑动)变阻器(或电位器);串联;
(3)B;
(4)1.08×106;600;
(5)1.125×105; 225; 6.25.
(1)电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的.
A、图中没有电源,则导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,检流计指针发生偏转,说明产生了感应电流,这是电磁感应现象,是发电机原理.不符合题意.
B、是奥斯特实验,证明了通电导线周围存在磁场,不符合题意.
C、研究的是电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系.故不符合题意.
D、图中有电源,闭合开关后,通电导线在磁场中受力运动,是电动机的原理.符合题意.
故选D.
(2)电动车中改变车速的控制器相当于实验室中的滑动变阻器,它和电动机应该串联在一起使用.
(3)A.手把上刻有花纹是通过增大接触面的粗糙程度增大摩擦,便于调速,正确;
B.电动机的工作电压为48V,不能用额定电压为220V的照明灯,故B错;
C.行驶过程中轮胎克服摩擦做功,机械能转化为内能,使轮胎的内能增加=温度升高而发热,故C正确;
D.座垫做得宽大柔软,是通过增大受力面积减小乘坐时的压强,故D正确;
所以不正确的是B;
(4)知道电动机的最大容量W电=400W•h=0.4kW•h=0.4×3.6×106J=1.44×106J
电能转化为的机械能:
W机械能=W电×75%=1.44×106J×75%=1.08×106J;
由题知,Q放×40%=mq×40%=W机械能,
需要汽油:
m===0.6kg=600g;
(5)小明和车总质量:
m=50kg+40kg=90kg,
总重力G=mg=90kg×10N/kg=900N,
F=G=900N,
受力面积S=8×10-3m3,
对地面的压强:
p===1.125×105Pa;
根据图象求出摩擦阻力f=90kg×N/kg=22.5N,
最大功率:
P=fv=22.5N×10m/s=225W;
消耗电功率:
P电==,
∵P=UI,
∴I===6.25A.
故答案为:
(1)D;
(2)(滑动)变阻器(或电位器);串联;
(3)B;
(4)1.08×106;600;
(5)1.125×105; 225; 6.25.