Question

某辆以蓄电池为驱动能源的环保四轮汽车质量为1.2t，驱动电机的电压U=300V，电流I=50A，求：
（1）在行驶状态下，驱动电机的电功率是多大？
（2）若每个轮胎与地面的接触面积为200cm²，则汽车静止时对水平地面的压强有多大？（g=10N/kg）
（3）当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，若驱动电机能够将电机电功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械效率，则汽车所受阻力是多大？

Answer 1

解：（1）在行驶状态下，驱动电机的电功率：
P=UI=300V×50A=1.5×10⁴W；
（2）汽车静止时对水平地面的压力：
F=G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
对水平地面的压强：
p===1.5×10⁵Pa；
（3）汽车的机械功率：
P_机=Pη=1.5×10⁴W×90%=1.35×10⁴W，
汽车匀速行驶的速度：
v=36km/h=10m/s，
∵P=Fv，
∴汽车的牵引力：
F_牵===1350N，
∵汽车匀速行驶时，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，
∴汽车所受阻力f=F_牵=1350N．
答：（1）在行驶状态下，驱动电机的电功率是1.5×10⁴W；
（2）汽车静止时对水平地面的压强为1.5×10⁵Pa；
（3）汽车所受阻力是1350N．
分析：（1）知道驱动电机的电压和电流，根据P=UI求出驱动电机的电功率；
（2）汽车静止时对水平地面的压力和自身的重力，根据压强公式求出对水平地面的压强；
（3）根据效率公式求出机械功率，再根据P=Fv求出汽车匀速行驶时受到的牵引力，此时牵引力和阻力是一对平衡力，两个力的大小相等．
点评：本题考查了电功率公式、重力公式、压强公式、效率公式、功率公式和二力平衡条件的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．