环保汽车将为2008年奥运会场馆服务.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,驱动电机的
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环保汽车将为2008年奥运会场馆服务.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,驱动电机的输入电流I=50A,电压U=300V.在此行驶状态下: (1)求驱动电机的输入功率P电; (2)若驱动电机能够将输入功率的90%转化为用于牵引汽车前进的机械功率P机,求汽车所受阻力与车重的比值(g取10m/s2); (3)设想改用太阳能电池给该车供电,其他条件不变,求所需太阳能电池板的最小面积.结合计算结果,简述你对该设想的思考. 已知太阳辐射的总功率P0=4×1026W,太阳到地球的距离r=1.5×1011m,太阳光传播到达地面的过程中大约有30%的能量损耗,该车所用太阳能电池的能量转化效率约为15%. |
答案
(1)驱动电机的输入功率 P电=IU=1.5×104W 故驱动电机的输入功率P电=1.5×104W. (2)在匀速行驶时:P机=0.9P电=Fv=fv,故有:f=,v=36km/h=10m/s, 带入数据得汽车所受阻力与车重之比为:=0.045. 故汽车所受阻力与车重的比值为0.045. (3)当阳光垂直电磁板入射式,所需板面积最小,设其为S,距太阳中心为r的球面面积:S0=4πr2. 若没有能量的损耗,太阳能电池板接受到的太阳能功率为P′,则= ① 设太阳能电池板实际接收到的太阳能功率为P,P=(1-30%)P/② 所以由①②可得:= 由于P电=15%P,所以电池板的最小面积S==≈101m2 故所需最小面积为101m2. 分析可行性并提出合理的改进建议:现在还不能达到设计要求,要进一步提高太阳能电池转化率,减小车的质量,提高电动机效率. |
举一反三
兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验: ①用天平测出电动小车的质量为0.4kg; ②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装; ③接通打点计时器(其打点周期为0.02s); ④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定). 在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.请你分析纸带数据,回答下列问题: (Ⅰ)该电动小车运动的最大速度为______m/s; (Ⅱ)该电动小车的额定功率为______W.
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一辆电动自行车铭牌上的技术参数如表中所示:质量为M=70kg的人骑此电动车沿平直公路行驶,所受阻力为车和人总重的0.03倍,不计自行车自身的机械损耗.(1)仅在电动机提供动力的情况下,此车行驶的最大速度为______m/s;(2)仅在电动机提供动力的情况下,以额定输出功率行驶,速度为3m/s时,加速度大小为______m/s2.
规 格 | 后轮驱动直流 永磁电动机 | 车型 | 26″电动自行车 | 额定输 出功率 | 180W | 整车质量 | 30kg | 额定电压 | 40V | 最大载重 | 120kg | 额定电流 | 6A | 如图所示,一物体在水平力F1作用下,在水平面上做速度为v1的匀速运动,F1的功率为P0,若该物体在斜向上的力F2作用下,在同一水平面上做速度为v2的匀速运动,F2的功率也为P0,则下列说法中正确的是( )A.F2可能小于F1 | B.F2可能等于F1 | C.v1一定小于v2 | D.v1可能小于v2 |
| 质量是m的物体(可视为质点),从高为h,长为L的斜面顶端,由静止开始匀加速下滑,滑到斜面底端时速度是v,则( )A.到斜面底端时重力的瞬时功率为 mghv/L | B.下滑过程中重力的平均功率为 mghv/2L | C.下滑过程中合力的平均功率为 mghv/L | D.下滑过程中摩擦力的平均功率为 mghv/2L |
| 如图所示,滑块以速率v1沿斜面由底端向上滑行,至某一位置后返回,回到出发点时的速率变为v2,且v2<v1,则下列说法中错误的是( )A.全过程中重力做功为零 | B.在上滑和下滑两过程中,摩擦力做功相等 | C.在上滑过程中摩擦力的平均功率大于下滑过程中摩擦力的平均功率 | D.上滑过程中机械能减少,下滑过程中机械能增加 |
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