Question

某辆以蓄电池为驱动能源的环保汽车，总质量m=3×10³kg．当它在水平路面上以v=36km/h的速度匀速行驶时，蓄电池的输出电流I=50A，输出电压U=200V．在此行驶状态下，该环保汽车能够将蓄电池输出功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P_机．（g取10m/s²）                                                                       

（1）求汽车所受阻力；                                                                                                 

（2）若该环保汽车的驱动电机的内部结构如图所示，其中R₁=0.1Ω，R₂=1   950Ω，求电动机M的热功率．   

                                                                                                            

                                                                                                                                      

Answer 1

（1）驱动电机的输入功率：

P=UI=200×50=10000W；

机械功率：

P_机=90%P=10000×90%=9000W．

匀速行驶时，牵引力等于阻力，有：

P_机=Fv=fv；

所以f===900N；

（2）电动机的电压：

U_M=U﹣IR₁=200﹣50×0.1=195V；

电阻R₂的电流：

I₂===0.1A；

电动机的电流：

I_M=I﹣I₂=50﹣0.1=49.9A；

故电动机的发热功率为：

P_热=10%P﹣=10%×15000﹣50²×0.1﹣0.1²×1950=1230.5W；

答：（1）汽车所受阻力为900N；

（2）电动机M的热功率为1230.5W．