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专题24 力、电综合计算专题突破
考点训练
1.电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示,断开S后,充电插口可以外接充电器对电池进行充电。电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为48V,此时通过电动机线圈的电流为5A,电动机线圈的电阻是0.5Ω。下列说法错误的是( )
A.电动机正常工作1min,消耗的电能为14400J
B.对蓄电池充电时,电能转化为化学能
C.电动机正常工作2min,电流通过线圈所产生的热量为150J
D.电动自行车的电动机不能把电能全部转化为机械能
2.如皋街头出现了很多以蓄电池为驱动的环保汽车“微公交”,当它在平直路面上20min匀速行驶了12km,驱动电机的输入电压为300V,电流为50A.在此状态下驱动电机的输入功率 W;若驱动电机能够将输入功率的80%转化为机械功率,则汽车所受的阻力为 N.若汽车发动机是汽油机,发动机工作时, 冲程将内能转化为机械能,一汽油机的转速是3000r/min,它1秒钟对外做功 次,该汽油机燃烧2kg汽油时,对外做的有用功为2.76×107J,该汽油机的效率为 。它完成吸气冲程时,吸入气缸里的物质是 。(q汽油=4.6×107J/kg)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的 较大的性质。
3.某辆以蓄电池为驱动的环保汽车,当它在平直路面上20min匀速行驶了12km,驱动电机的输入电压为300V,电流为50A.在此状态下,汽车的速度为 m/s;驱动电机的输入功率为 W;若驱动电机能够将输入功率的80%转化为机械功率,则汽车所受的阻力为 N。
4.新能源纯电动汽车因其环保、节能、高效、维护方便等诸多优势,已逐步成为深圳人日常使用的重要交通工具之一。民族企业BYD在新能源汽车的研究方面一直引领世界,如图1为比亚迪宋EV 500纯电动车,若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg,当该车在水平路面上以25m/s的速度匀速行驶时,它受到的阻力约等于人和车总重的0.02倍,此时电池组加在电动机两端的电压为320V,通过电动机的电流为60A.若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,求:(g取10N/kg)
(1)该电动汽车将电能转化为机械能的效率;
(2)该电动汽车电动机线圈的电阻。
(3)在未来,电动汽车可在光伏路面移动充电(图甲),当汽车经过充电区域时,充电垫发出高频电磁波,汽车底盘上的接受装置将电磁波能量转化为电能为电池充电。一辆电量不足的汽车,以速度v匀速通过充电区域(图乙),已知充电区域长度S1为100m,两段充电区域之间距离S2为10km,由于S1远小于S2,忽略汽车在充电过程中消耗的电能;接收装置接受到的电磁波功率P0为5000kW,它将电磁波能量转化为电能并存储在电池中的效率为20%,汽车行驶时受到的阻力为1000N.若汽车电池消耗电能全部用于维持汽车行驶,为了使汽车能顺利到达下一段充电区域,汽车在充电时速度不能大于多少m/s?
5.2015年4月16日,我国首创的30s级闪充电车在宁波正式下线。这种电动汽车采用超级电容作为电能存储设备(电源),这种超级电容具有安全环保,反复充放电,使用寿命长等特点。充电桩给电动汽车充电和电容存储设备工作时的有关技术参数如下表所示。则:
物理
量
充电时的输入电压
电容存储设备的额定输出电压
电容存储设备的额定输出功率
每次充满
时的能量
每次充满的时间
每次充满电正常行驶的距离
数据
380V
700V
72kW
1.8×107J
30s
5km
(1)关于电动汽车的物理知识,下列说法错误的是
A.电动汽车的能量转化是电能转化为机械能
B.电动汽车的电动机是根据电磁感应发明而来
C.电动汽车前进和倒车,通过改变电流方向来改变电动机转动方向的
D.首先发现电与磁之间联系的科学家是奥斯特
(2)充电桩为电动汽车充电时的输出功率是多少?电容存储设备正常工作时的电流是多少?
(3)如果电容存储设备的输出电能的60%转化为汽车前进的机械能,则电动汽车匀速行驶过程中,受到的阻力为多大?此时电动汽车速度是多少?
(4)如果电价按0.5元/(kW•h)计费,那么,电动汽车每行驶1km需要花费多少钱?
6.某油电混合动力汽车在蓄电池电量充足时由电动机提供动力(电动模式),当电量不足时,可切换至燃油发动机驱动(燃油模式),同时给蓄电池充电,为防止电量过低,延长电池寿命,汽车通过设置荷电状态(“SOC”)精准控制充电时刻。若“SOC”=30%,则当电池电量剩余30%时,汽车由电动模式自动切换成燃油模式。已知该车电池能够储存电能20kW•h,小王驾驶充满电的汽车沿平直公路从甲地匀速行驶至乙地