Question

【題目】閱讀短文，回答問題

某種型號的電動汽車，所用的鎳氫蓄電池組的部分參數(shù)如表所示，當(dāng)儲存的電能降到最大值的10%時，必須停止對外供電．

汽車行駛過程中受到的阻力來自于兩部分，一是路面對汽車的摩擦阻力，這個阻力約為車重的0.06倍；二是空氣對汽車的阻力，這個阻力與速度關(guān)系如圖甲所示（g取10N/kg）．

輸出電壓/V	300
額定功率/kW	90
最大容量/kW·h	300
總質(zhì)量/kg	950

小車前擋風(fēng)玻璃上刮水器的控制電路如圖乙所示；雨水檢測金屬網(wǎng)，放在出水口小于雨水進(jìn)口的塑料容器中，接在刮水器控制電路中，雨天時塑料容器中積水越深，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速就越快，刮動的速度也就越快，沒有雨水時電動機(jī)不轉(zhuǎn)動，停止刮水．

（1）鎳氫蓄電池組額定電流為_______A．用額定功率供電時，可供電_______h．

（2）下列說法中正確的有哪些_______；

A．雨水屬于容易導(dǎo)電的物體

B．汽車消耗的電能最終全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

C．蓄電池組充電時把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

D．蓄電池組工作時把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

（3）塑料容器中積水越深，a、b間的電阻變化是由導(dǎo)體的_______（選填：“長度”、“橫截面積”或“材料”）變化引起的．

（4）如圖所示的刮水器控制電路，無雨水時，電動機(jī)不能轉(zhuǎn)動，無法實(shí)現(xiàn)車窗的清洗，請你在該電路中加裝一個電路元件，以解決此問題．簡述你的做法：________________．

（5）假設(shè)汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%，這輛汽車最大行駛速度________（選填：“能”或“不能"）達(dá)到90km/h．推理過程：________．

Answer 1

【答案】300 3 ACD 長度 在該電路中加裝一個開關(guān)，開關(guān)接在a、b間。有雨水時，斷開開關(guān)，刮水器可工作，沒有雨水時，接通開關(guān)，刮水器即可工作。 能 當(dāng)v=90kn/h，即v2=8100(kmh-1)2時，從圖甲可知空氣對汽車的阻力f1=2500N，而地面對汽車的阻力

f2=0.06G=0.06mg=0.06×950kg×10N/kg=570N

則汽車受到總阻力

f= f1+ f2=2500N+570N=3070N

那么汽車的動力至少滿足

F= f=3070N

若汽車的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%，那么汽車運(yùn)行時功率

P汽車=90% P額=90%×90kW=81kW=8.1×104W

當(dāng)v=90kn/h=25m/s時，由P=Fv得，汽車的動力

因F實(shí)>F

所以這輛汽車的最高時速可達(dá)90km/h

【解析】

本題考查力學(xué)和電學(xué)的綜合內(nèi)容。主要應(yīng)用功率、電能的公式來計(jì)算，還要能量的轉(zhuǎn)換來解決問題。

(1)[1]由電池組的參數(shù)表可得，電池組的輸出電壓U=300V，額定功率P=90kW，那么額定電流

[2]電池組的最大容量300kWh，但是當(dāng)儲存的電能降到最大值的10%時，必須停止對外供電，所以最大對外電能只有90%，即

W=90%×300kWh=270kWh

由W=Pt得，供電時間

(2)[3]雨水是導(dǎo)體，而且題目中的雨水檢測金屬網(wǎng)是靠雨水導(dǎo)電接通電路，刮雨器才能工作的。所以A說法正確；汽車消耗的電能一大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，一部分用于克服空氣阻力、地面阻力做功，電動機(jī)工作時，也有部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有其它方面的能量散失，所以B說法不正確；電池組充電時，是把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，所以C說法正確；蓄電池組工作時，消耗的電能最主要是轉(zhuǎn)化為汽車運(yùn)行的機(jī)械能，所以D說法正確

(3)[4]a、b間的電阻變化是由導(dǎo)體的長度變化引起的，不管有無雨水，a、b間的導(dǎo)體的材料和橫截面積都不會發(fā)生改變的

(4)[5]在該電路中加裝一個開關(guān)，開關(guān)接在a、b間。有雨水時，斷開開關(guān)，刮水器可工作，沒有雨水時，閉合開關(guān)，刮水器即可工作。

(5)[6][7]當(dāng)v=90km/h，即v2=8100(kmh-1)2時，從圖甲可知空氣對汽車的阻力f1=2500N，而地面對汽車的阻力

f2=0.06G=0.06mg=0.06×950kg×10N/kg=570N

則汽車受到總阻力

f= f1+ f2=2500N+570N=3070N

那么汽車的動力至少滿足

F= f=3070N

若汽車的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%，那么汽車運(yùn)行時功率

P汽車=90% P額=90%×90kW=81kW=8.1×104W

當(dāng)v=90km/h=25m/s時，由P=Fv得，汽車的動力

因F實(shí)>F

所以這輛汽車的最高時速可達(dá)90km/h