Question

14．我國成功研發(fā)了世界上最輕、折疊速度最快的電動自行車，下表為某電動自行 車的部分技術參數(shù)．小歡騎電動自行車在平直的道路上以最大車速勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方綠燈還剩10s，此時離路口尚有一段距離．他先保持最大車速勻速行駛2s，接著關閉“油門”滑行了8s，正好停在路口．請計算：

最大車速	36km/h
整車質(zhì)量	22kg
最大噪聲	50dB

（1）該電動自行車勻速行駛2s通過的路程為多少？
（2）小歡體重為65kg，行駛過程中輪胎與地面的總接觸面移0.01m²，他騎在該電動自行車上時，地面受到的壓強為多大？（g=10N/kg）
（3）若車上蓄電池給電動機提供的電壓為48V，工作電流為20A，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%，電動自行車行駛時阻力恒定，則在以最大車速勻速行駛時受到的阻力是多少？
（4）近年來電動自行車火災事故頻發(fā)，調(diào)查發(fā)現(xiàn)：大部分電動自行車著火都是由于自身線路發(fā)生短路導致電流過大造成的．

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$計算該電動自行車勻速行駛2s通過的路程；
（2）地面受到的壓力等于自行車與小歡的總重力，利用G=mg求出，又知受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計算地面受到的壓強；
（3）首先利用P=UI×75%求出電動車提供的機械功率，然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牽}s}{t}$=F_牽v求出牽引力，再利用二力平衡的條件得到阻力大��；
（4）造成電流過大的原因有兩個：一是總功率過大；二是短路．

解答 解：（1）t=36km/h=36×$\frac{1}{3.6}$m/s=10m/s，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，該電動自行車勻速行駛2s通過的路程：
s=vt=10m/s×2s═20m；
（2）地面受到的壓力：
F=G=（m_車+m_人）g=（22kg+65kg）×10N/kg=870N，
地面受到的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{870N}{0.01{m}^{2}}$=8.7×10⁴Pa；
（3）電動車提供的機械功率為：
 P=UI×75%=48 V×20 A×75%=720 W，且P=$\frac{W}{t}$=$\frac{{F}_{牽}s}{t}$=F_牽v=720 W，
則 牽引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{720W}{10m/s}$=72N，
最大速度行駛時勻速，則f=F_牽=72N．
（4）由于導線絕緣皮老化龜裂，通電時發(fā)生短路，電路中的電阻幾乎為零，根據(jù)歐姆定律可知，家庭電路電壓一定，電阻很小時，會造成電流過大．因此大部分電動自行車著火都是由于自身線路發(fā)生短路導致電流過大造成的．
答：（1）該電動自行車勻速行駛2s通過的路程為20m；
（2）地面受到的壓強為.7×10⁴Pa；
（3）以最大車速勻速行駛時受到的阻力72N；
（4）短路．

點評 此題考查速度公式及其應用、壓強的大小計算、能量的利用效率、功率公式的應用等知識點，是一道綜合性較強的題目．電流流過導體時都會產(chǎn)生熱量，使用家用電器時，一定注意散熱，更重要的是一定杜絕家庭電路的短路或總功率過大，防止火災的發(fā)生．