Question

16．近幾年環(huán)保低碳風(fēng)勁吹，混合動(dòng)力汽車(chē)已成為車(chē)展上的“�？汀保�2010年3月，我國(guó)自行研制的一款混合動(dòng)力汽車(chē)也在北京車(chē)展上展出．混合動(dòng)力汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，內(nèi)燃機(jī)并不工作，動(dòng)力電池通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)向車(chē)輪輸送能量；當(dāng)高速行駛或動(dòng)力電池儲(chǔ)存電能過(guò)低時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動(dòng)，既可以向車(chē)輪輸送能量，也可以同時(shí)給動(dòng)力電池充電；當(dāng)車(chē)輛需要全力加速時(shí)，內(nèi)燃機(jī)和動(dòng)力電池還可以同時(shí)給動(dòng)力電池充電；當(dāng)車(chē)輛需要全力加速時(shí)，內(nèi)燃機(jī)和動(dòng)力電池還可以同時(shí)向車(chē)輪輸送能量．
（1）該混合動(dòng)力汽車(chē)啟動(dòng)時(shí)，若驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電壓為250V，通過(guò)的電流為80A，則驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率為多大？
（2）該混合動(dòng)力汽車(chē)所用的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池可儲(chǔ)存的最大電能為2.88×10⁷J，若充電電壓為320V，充電電流為50A，則動(dòng)力電池充電的時(shí)間最長(zhǎng)為多少？（充電時(shí)無(wú)能量損耗）
（3）該混合動(dòng)力汽車(chē)在平直公路上以72km/h勻速行駛10min后，其內(nèi)燃機(jī)消耗了汽油1.2kg，假設(shè)汽油完全燃燒所釋放能量的40%轉(zhuǎn)化為牽引力做功和給動(dòng)力電池充電，其中動(dòng)力電池儲(chǔ)存的電能增加了7.2×10⁶J，試求汽車(chē)受到的阻力是多大？
相關(guān)信息：①汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg，②Q_放=qm．

Answer 1

分析 （1）已知驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩端的電壓和通過(guò)的電流，根據(jù)公式P=UI可求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率．
（2）根據(jù)公式W=UIt可計(jì)算出動(dòng)力電池充電的時(shí)間．
（3）汽油燃燒轉(zhuǎn)化為牽引力做W=40%Q，其中Q=mq，W=Fs，s=vt，計(jì)算牽引力的大小．

解答 解：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率：P=UI=250V×80A=2×10⁴W；
（2）由W=UIt動(dòng)力電池充電的時(shí)間：
t=$\frac{W}{UI}$=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{320V×50A}$=1800s=0.5h；
（3）汽油完全燃燒放出的熱量：Q=mq=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J，
轉(zhuǎn)化為功的能量W=40%Q_放=5.52×10⁷J×40%=2.208×10⁷J，
汽車(chē)行駛時(shí)間t=10min=$\frac{1}{6}$h，
汽車(chē)行駛路程：s=vt=72km/h×$\frac{1}{6}$h=12km=1.2×10⁴m，
由W=Fs可得牽引力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{2.2×1{0}^{7}J}{1.2×1{0}^{4}m}$=1840N．
答：（1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電功率為2×10⁴W；
（2）對(duì)動(dòng)力電池充電的時(shí)間最長(zhǎng)為0.5h；
（3）汽車(chē)受到的牽引力約是1840N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查消耗電功率的計(jì)算，通電時(shí)間的計(jì)算，以及汽油做功的計(jì)算和汽車(chē)牽引力的計(jì)算，理解題意，熟練運(yùn)用公式是關(guān)鍵．