Question

13．某电动自行车的技术参数如下：蓄电池36V、10Ah，整车质量40kg．一个质量为60kg的人骑着它在水平路面上以5m/s的速度匀速行驶20分钟，受到的阻力约为总重的0.02倍（g=10N/kg）．请计算：
（1）蓄电池可以贮存多少焦耳的电能？
（2）在行驶过程中，电动机做了多少功？
（3）在行驶过程中，电动机线圈中的电流是4A，电动机的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）利用W=UIt计算蓄电池储存的电能；
（2）利用重力公式先求出重力再利用阻力与重力关系求出阻力，结合二力平衡得到牵引力，利用W=Fs求出所做的功；
（3）根据P=UI先求出电动机的功率，再利用W=Pt求出电动机所做的总功，结合效率公式求出效率．

解答 解：
（1）蓄电池储存的电能：
W_电=UIt=36V×10A×3600s=1.296×10⁶J；
（2）人和车的总重力：
G=（m_人+m_车）g=（60kg+40kg）×10N/kg=1000N，
人车受到阻力：
f=0.02G=0.02×1000N=20N，
因为匀速，则F=f=20N
电动机对自行车做的功：
W=Fs=Fvt=20N×5m/s×1200s=1.2×10⁵J，
（3）电机用电功率：
p=UI=36V×4A=144W；
由P=$\frac{W}{t}$可得：
电动机做的总功：
W_总=Pt=144W×20×60s=1.728×10⁵J，
则电动机的效率为：η=$\frac{W}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{5}J}{1.728×1{0}^{6}J}$×100%≈69%
答：（1）蓄电池可以贮存1.296×10⁶焦耳的电能；
（2）在行驶过程中，电动机做了1.2×10⁵J功；
（3）在行驶过程中，电动机线圈中的电流是4A，电动机的效率是69%．

点评 此题主要考查学生对于电功，力学功的计算以及效率的计算的理解和掌握，熟悉原理公式是解题关键．