新能源纯电功汽车因其环保、节能、高效、维护方使等诸多优势,将来有望取代燃油车成为人们日常使用的重要交通工具,现在常德市的出租汽车中就已出现了纯电动汽车的靓丽身影。电动汽车提供能量的装置为车内的电池组,当它给电动机供电时,电动机将驱动车轮行驶。如图所示为国内某型号的纯电动汽车,若该车和车内乘客的总质量为2.4×103kg.每个车轮与地血的接触面积为0.01m2.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:
(1)该电动汽车此时对地面的压强;
(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率;
(3)该电动汽车电动机线圈的电阻。
解析:
(1)电动汽车对水平地面的压力:
F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N
受力面积
S=4S0=4×0.01m2=0.04m2
电动汽车对水平地面的压强:
p=F/S=2.4×104N/0.04m2=6×105Pa;
(2)电动汽车在水平路面上匀速行驶,则汽车受到的牵引力
F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N
汽车匀速行驶牵引力做功的功率:
P有用=Fv=480N×25m/s=1.2×104W;
电动汽车行驶消耗的电功率:
P电=UI=320V×60A=1.92×104W;
则该电动车将电能转化为机械能的效率:
η=×100%=×100%=62.5%;
(3)若连接导线的电阻不计,传动装置消耗的能量不计,则电动机线圈的发热功率为:
P热=P电﹣P有用=1.92×104W﹣1.2×104W=7.2×103W
根据P=I2R可得:线圈的电阻
R=P/I2=7.2×103W/(60A)2
=2Ω。
即:
(1)该电动汽车车此时对地面的压强是6×105Pa;
(2)该电动汽车将电能转化为机械能的效率是6.25%;
(3)该电动汽车电动机线圈的电阻是2Ω。
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