Question

8．用蓄电池驱动的电动自行车，电源电压恒为24V，当它在水平路面上以V=36km/h的速度匀速行驶时，电流表示数为5A，驱动电机的输入功率是120W；此电动车行驶10分钟消耗的电能为7.2×10⁴J，若驱动电机将输入功率的90%的转化为机械功率，则电动自行车所受阻力为10.8N．

Answer 1

分析 （1）知道电源的电压和电路中电流表的示数，根据P=UI求出驱动电机的输入功率；
（2）根据W=Pt求出此电动车行驶10分钟消耗的电能；
（3）根据效率公式求出机械功率，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牵引力的大小，电动自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，二力大小相等．

解答 解：（1）驱动电机的输入功率：
P_输入=UI=24V×5A=120W；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，此电动车行驶10分钟消耗的电能：
W=Pt=120W×10×60s=7.2×10⁴J；
（3）由η=$\frac{{W}_{机械}}{{W}_{电}}$×100%=$\frac{{P}_{机械}t}{Pt}$×100%=$\frac{{P}_{机械}}{P}$×100%可得，机械功率：
P_机械=Pη=120W×90%=108W；
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，牵引力的大小：
F=$\frac{{P}_{机械}}{v}$=$\frac{108W}{\frac{36}{3.6}m/s}$=10.8N，
因电动自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，电动自行车所受阻力：f=F=10.8N．
故答案为：120；7.2×10⁴；10.8．

点评 本题考查了电功率公式、电功公式、功率公式以及二力平衡条件的应用，是一对较为简单的应用题．