呼和浩特市共享单车的投放,为呼和浩特市市民的出行提供了极大的便利

电功电能 已结 置顶 1 353
万文平
万文平 2022-3-12 09:45

呼和浩特市共享单车的投放,为呼和浩特市市民的出行提供了极大的便利。小董同学通过手机扫码,解锁了一辆电动自行单车,如果她骑行电动自行单车在平直的乡间小路上做直线运动,且以恒定的功率行驶。通过收集数据,得到如图所示的v-t图像。在第16s时速度达到10m/s,然后以10m/s做匀速直线运动。已知小董质量为50kg,电动自行单车质量为10kg,骑行时所受阻力恒为人和车总重的1/15。求

image.png 

1)在0~16s时间内,单车通过的路程___________80m(选填“大于”或“等于”或“小于”),这段时内,电动机对单车产生的牵引力__________单车所受的阻力(选填“大于”或“等于”或“小于”)。

2)电动自行单车做匀速直线运动时,加在电动机上的电压为50V,通过的电流10A。电动机提供的电功率多大_____?该电动机的效率为多少____?(不计机械摩擦损失)电动机线圈电阻是多少____?

3)在0~16s时间内,单车通过的路程______。(提示:能量守恒。动能计算公式为0.5mv2m表示质量,v表示速度)

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1条回答
  •  王建
    王建 (最佳回答者)
    2022-3-13 06:49

    答案:

    (1) 大于  大于

    (2) 500W   80%    1Ω

    (3) 85m

    解析:

    1)在v-t图像上,图线与时间轴所围图形的面积表示通物体过的路程,

    image.png 

    由图像知,图线与时间轴所围图形(图中红线部分)的面积大于

    image.png

    这段时间内,电动自行车做加速运动,处于非平衡状态,电动机对单车产生的牵引力大于单车所受的阻力;

    2)电动机提供的电功率:

    image.png

    由题知,骑行时单车所受阻力:

    image.png

    因为电动车做匀速直线运动,所以牵引力

    F=f=40N

    电动机的机械功率:

    image.png

    电动机的效率:

    image.png

    电动机线圈的发热功率:

    P=P-P机械=500W-400W=100W

    线圈的电阻:

    image.png

    3)由于骑行过程中要克服地面的阻力做功,所以,电动机输出的机械能一部分会转化为单车的动能,另一部分会转化为内能,根据能量守恒可知,image.png,即:

    image.png

    解得

    s=85m。


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