Question

14．我国成功研发了世界上最轻、折叠速度最快的电动自行车，下表为某电动自行 车的部分技术参数．小欢骑电动自行车在平直的道路上以最大车速匀速行驶，突然发现前方绿灯还剩10s，此时离路口尚有一段距离．他先保持最大车速匀速行驶2s，接着关闭“油门”滑行了8s，正好停在路口．请计算：

最大车速	36km/h
整车质量	22kg
最大噪声	50dB

（1）该电动自行车匀速行驶2s通过的路程为多少？
（2）小欢体重为65kg，行驶过程中轮胎与地面的总接触面移0.01m²，他骑在该电动自行车上时，地面受到的压强为多大？（g=10N/kg）
（3）若车上蓄电池给电动机提供的电压为48V，工作电流为20A，电能转化为机械能的效率为75%，电动自行车行驶时阻力恒定，则在以最大车速匀速行驶时受到的阻力是多少？
（4）近年来电动自行车火灾事故频发，调查发现：大部分电动自行车着火都是由于自身线路发生短路导致电流过大造成的．

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$计算该电动自行车匀速行驶2s通过的路程；
（2）地面受到的压力等于自行车与小欢的总重力，利用G=mg求出，又知受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$计算地面受到的压强；
（3）首先利用P=UI×75%求出电动车提供的机械功率，然后根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牵}s}{t}$=F_牵v求出牵引力，再利用二力平衡的条件得到阻力大小；
（4）造成电流过大的原因有两个：一是总功率过大；二是短路．

解答 解：（1）t=36km/h=36×$\frac{1}{3.6}$m/s=10m/s，
根据v=$\frac{s}{t}$可得，该电动自行车匀速行驶2s通过的路程：
s=vt=10m/s×2s═20m；
（2）地面受到的压力：
F=G=（m_车+m_人）g=（22kg+65kg）×10N/kg=870N，
地面受到的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{870N}{0.01{m}^{2}}$=8.7×10⁴Pa；
（3）电动车提供的机械功率为：
 P=UI×75%=48 V×20 A×75%=720 W，且P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牵}s}{t}$=F_牵v=720 W，
则 牵引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{720W}{10m/s}$=72N，
最大速度行驶时匀速，则f=F_牵=72N．
（4）由于导线绝缘皮老化龟裂，通电时发生短路，电路中的电阻几乎为零，根据欧姆定律可知，家庭电路电压一定，电阻很小时，会造成电流过大．因此大部分电动自行车着火都是由于自身线路发生短路导致电流过大造成的．
答：（1）该电动自行车匀速行驶2s通过的路程为20m；
（2）地面受到的压强为.7×10⁴Pa；
（3）以最大车速匀速行驶时受到的阻力72N；
（4）短路．

点评 此题考查速度公式及其应用、压强的大小计算、能量的利用效率、功率公式的应用等知识点，是一道综合性较强的题目．电流流过导体时都会产生热量，使用家用电器时，一定注意散热，更重要的是一定杜绝家庭电路的短路或总功率过大，防止火灾的发生．