Question

5．某電動(dòng)公交車的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示．

整備質(zhì)量（空車質(zhì)量）	1.32×104kg
一次充電續(xù)駛里程（某一速度勻速行駛）	180km
電池總電壓	400V
電池總?cè)萘?/TD>	250A•h

當(dāng)該公交車電池儲(chǔ)存的能量降低到充滿電時(shí)的10%以下時(shí)，就需要再次充電．
求：
（1）該公交車完成一次充電續(xù)駛里程（某一速度勻速行駛）180km中，若消耗的電能都用于水平行駛做功，則該車行駛時(shí)受到的阻力多大？
（2）公交車站充電樁給公交車充電的功率為4×10⁴W，則若該公交車進(jìn)站時(shí)還剩20%的電能，此時(shí)進(jìn)行充電，充滿一次電要多長(zhǎng)時(shí)間？
（3）該公交車的運(yùn)行線路沒(méi)有明顯的上下坡，運(yùn)行1趟（從始發(fā)站到終點(diǎn)站）全程20km．經(jīng)測(cè)算，公交車以某一速度勻速行駛運(yùn)行1趟，因停車需損失4×10⁶J的電能．則該車充滿一次電最多能跑幾趟該公交線路？
（4）實(shí)際情況下，該公交車在其運(yùn)行線路上連續(xù)可行駛路程比第（3）問(wèn)的計(jì)算結(jié)果更大還是更小？
[提示：①電池容量是指電池存儲(chǔ)電量Q的大�。�若電池容量是250A•h，如果以25A的電流給電池放電，那么該電池可以持續(xù)工作10h （ 250A•h/25A=10h），（Q=It ）；
②從始發(fā)站到終點(diǎn)站算1趟，再?gòu)慕K點(diǎn)站返回始發(fā)站算第2趟．

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)，利用W=UIt計(jì)算充電一次的電能，由W=Fs=fs計(jì)算阻力；
（2）根據(jù)題目條件，由W=Pt，W=80%Q計(jì)算充電時(shí)間；
（3）先計(jì)算公交車跑一趟消耗的電能，再計(jì)算能跑的趟數(shù)；
（4）從能量的損耗上分析解答．

解答 解：
（1）由表格中數(shù)據(jù)知，電池充電一次的電能Q=UIt，
電動(dòng)公交車勻速行駛，阻力與牽引力平衡，即f=F，牽引力做功W=Fs=fs，
公交車電池儲(chǔ)存的能量降低到充滿電時(shí)的10%以下時(shí)，就需要再次充電，所以90%W=Q，
所以：UIt×90%=Fs=fs，
即：400V×250A×3600s×0.9=f×180×1000m
f=1800N；
（2）公交車進(jìn)站時(shí)還剩20%的電能，此時(shí)進(jìn)行充電，由W=Pt和Q=UIt可得：
P_充t_充=UIt×80%，
4×10⁴W×t_充=400V×250A×1h×0.8，
所以：t_充=2h；
（3）行駛1趟公交車耗能：
W=Fs'+W_損=fs'+W_損=1800N×2×10⁴m+4×10⁶J=4.0×10⁷J，
充滿一次電最多能跑趟數(shù)：
n=$\frac{90%UIt}{4.0×1{0}^{7}J/趟}$=$\frac{90%×400V×250A×3600s}{4.0×1{0}^{7}J/趟}$≈8（趟）；
（4）實(shí)際情況下，該公交車在其運(yùn)行線路上連續(xù)可行駛路程比第（3）問(wèn)的計(jì)算結(jié)果更小，因?yàn)殡姵靥峁╇娔苓�有能量的損耗，不可能全部用來(lái)做功．
答：（1）該車行駛時(shí)受到的阻力1800N；
（2）若該公交車進(jìn)站時(shí)還剩20%的電能，此時(shí)進(jìn)行充電，充滿一次電要2h；
（3）該車充滿一次電最多能跑8趟該公交線路；
（4）實(shí)際情況下，該公交車在其運(yùn)行線路上連續(xù)可行駛路程比第（3）問(wèn)的計(jì)算結(jié)果更小．

點(diǎn)評(píng) 本題以電功公交為情景考查了電能、功、功率以及平衡力的應(yīng)用，考查的知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)，要能從表格中獲取有用信息．