Question

一辆电动自行车（如图）的铭牌上给出了如下的技术参数表． 规格 后轮驱动直流永磁轻电机 车

一辆电动自行车（如图）的铭牌上给出了如下的技术参数表． 规格 后轮驱动直流永磁轻电机 车型 26M电动自行车 额定输出功率 120W 整车质量 30kg 额定转速 240r/min 最大载重 120kg 额定电压 40V 续行里程 大于40km 额定电流 4A（1）此车的电动机在额定电压下正常工作时，消耗的电功率是多大？（2）此电动机的内阻是多少？电动机正常工作时的效率（输出功率与输入功率之比）是多少？（3）总质量70kg（包括人及所带物品）的人骑此车沿平直公路行驶，若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍，且只靠电动机提供动力，g取10m/s2，求此人骑车行驶的最大速度．

Answer 1

（1）电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为：
P_入=UI=40×4W=160W，
（2）根据能量守恒定律，有：
P_入=P_热+P_出
即：UI=I²r+120
代入数据，有：
40×4=4²×r+120
解得：r=2.5Ω
电动机正常工作时的效率：
η=

P出

P入

×100%=

120

160

×100%=75%
（3）自行车阻力：
f=0.02mg=0.02×（30+70）×10=20N
匀速行驶，牵引力与阻力平衡，为：
F_牵=f=20N
故输出功率为：
P_出=F_牵v=fv
解得：
v=

P出

f

=

120

20

=6m/s
答：（1）此车的电动机在额定电压下正常工作时，消耗的电功率是160W；
（2）此电动机的内阻是2.5Ω；电动机正常工作时的效率为75%；
（3）此人骑车行驶的最大速度为6m/s．