Question

高速铁路是一种安全舒适、低碳环保的运输方式，截止2012年底，我国高速铁路营运里程达到13000km．行驶在高速铁路上的列车称为动车，动车使用电动机提供动力，额定电压为2.5×10⁴V，动车使用的电动机效率为80%．一列以150km/h速度行驶的动车消耗的电功率为1000kW，动车的速度越大，消耗的电功率越大，电功率与速度的三次方成正比．
（1）能源的种类繁多，人们从不同角度对能源进行分类．电能属于    ；
A．二次能源    B．可再生能源    C．化石能源    D．清洁能源
（2）电动机的工作原理是    ，电动机工作时把电能转化为    能；
（3）高速铁路两边留有很宽的隔离带，禁止行人车辆靠近，防止被动车“吸进去”，这是由于    ；
（4）已知北京至上海铁路线路长度约为1350km，如果动车以150km/h的速度匀速从上海行驶到北京，消耗的电能为    J；
（5）动车车身都涉及成流线型，这样做的目的是    ；以300km/h速度匀速行驶的动车受到的阻力大小约为    N．

Answer 1

【答案】分析：（1）直接从自然界中获取的能源叫做一次能源，由一次能源转化而来的能源叫二次能源；
（2）电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用；工作时将电能转化为机械能；
（3）流速越大的地方，压强越小；
（4）根据v=求出时间，再根据W=Pt求出消耗电能多少；
（5）列车行驶时，主要克服列车的阻力作用，车头制成流线型主要是为了克服阻力作用；
一列以150km/h速度行驶的动车消耗的电功率为1000kW，从而求出以300km/h速度匀速行驶时的功率，再根据效率求出动车的有用功率；再根据P=Fv求出动车的牵引力，因为匀速行驶所以阻力等于牵引力．
解答：解：（1）电能不可以从自然界中直接获取，所以它是二次能源，故A正确；使用后会越来越少，是不可再生能源，故B错误；电能不属于化石能源，故C错误；在获得电能的时候可能会产生污染，所以电能不属于清洁能源，故D错误；
（2）电动机的工作原理：通电导体在磁场中受到力的作用；工作时将电能转化为机械能；
（3）动车快速经过时，在动车和人体中间的空气流速非常快，中间的压强非常小，车辆和行人的前后面会产生一个非常大的压强差，会将人和车辆压入到动车下面造成事故，所以高速铁路两边留有很宽的隔离带，禁止行人车辆靠近．
（4）∵v=
∴行驶时间t===9h=32400s，
动车消耗的电能：W=Pt=10⁶W×32400s=3.24×10¹⁰J；
（5）动车车身都涉及成流线型，这样做的目的是减小阻力的作用；
=，=，所以以300km/h速度匀速行驶时动车的功率：
P₂=8000kW=8×10⁶W，
动车的有用功率：P=P₂×80%=8×10⁶W×80%=6.4×10⁶W，
∵P=Fv
∴动车受到的阻力f=F===7.68×10⁴N．
故答案为：（1）A；（2）通电导体在磁场中受到力的作用；机械；（3）流速越大的地方压强越小；（4）3.24×10¹⁰；（5）减小阻力；7.68×10⁴．
点评：此题主要考查的是学生对能源的分类、流体压强和流速的关系、电能、电功率计算公式的理解和掌握，特别是第五问难度很大．