Question

9．近兩年政府推出了“汽車下鄉(xiāng)”、“小排氣量購置稅減半”、“以舊換新”等政策，極大的促進了汽車行業(yè)的發(fā)展，隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進我們的家庭，小明的爸爸最近也購買了一輛轎車．小明利用所學的物理知識對汽車進行了一系列探索與研究：

（1）汽車發(fā)動機一般是柴油機或汽油機，它把燃料燃燒放出的內(nèi)轉(zhuǎn)化為機械能，完全燃燒0.1kg的汽油能夠獲得4.6×10⁶J的能量；（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（2）汽車發(fā)動機常用循環(huán)流動的水來幫助它散熱，主要是利用了水的比熱容較大的特點．
（3）小明同學閱讀了汽車發(fā)動機的說明書后，將內(nèi)燃機的能量流向制成如圖1所示的圖表，請根據(jù)給出的信息，計算該內(nèi)燃機的效率為30%．汽車行駛時發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力是F，則燃燒m質(zhì)量的汽油，能使汽車前進的距離s=$\frac{0.3mq}{F}$．（用前面給出物理量的符號表示距離，汽油的熱值在本小題中用q表示）
（4）小明想在圖2中用筆畫線代替導(dǎo)線將汽車的啟動原理圖連接完整．說明：當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動（相當于閉合開關(guān)），電動機工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓．請你畫出小明的連線圖．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機械，知道汽油的質(zhì)量和熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式求汽油完全燃燒放出的熱量；
（2）水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多；
（3）由能流圖得出轉(zhuǎn)化為有用功的能量占總能量的比值，得出內(nèi)燃機的效率；根據(jù)W=Q_放×30%求運行距離；
（4）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理，銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，據(jù)此連接電路．

解答 解：
（1）汽車發(fā)動機把燃料燃燒放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
Q_放=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
（2）因為水的比熱容大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)比較，升高相同的溫度，水吸收的熱量多，所以汽車發(fā)動機常用循環(huán)流動的水來幫助散熱；
（3）由圖可知，有用功的能量：100%-33%-30%-7%=30%，
所以該內(nèi)燃機的效率η=30%；
由題知：W=Fs=Q_放×30%=mq×30%，
汽車前進的距離s=$\frac{0.3mq}{F}$；
（4）當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動時，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵下來，銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，連接電路如圖：

故答案為：（1）內(nèi)；4.6×10⁶；（2）比熱容；（3）30%；$\frac{0.3mq}{F}$；（4）如圖所示．

點評 本題為力學、熱學、電磁學的綜合題，要求靈活運用所學知識、選用所學公式，涉及到實物圖的連接，知識點多、綜合性強，屬于難題．