Question

一道2010重庆中考物理题，要求写出解答过程

近几年环保低碳风劲吹，混合动力汽车已成为车展上的“常客”。2010年3月，我国自行研制的一款混合动力汽车也在北京车展上展出。混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，动力电池通过驱动电机向车轮输送能量；当高速行驶或动力电池储存电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，也可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时给动力电池充电；当车辆需要全力加速时，内燃机和动力电池还可以同时向车轮输送能量。（1）该混合动力汽车启动时，若驱动电机两端的电压为250V，通过的电流为80A，则驱动电机的电功率为多大？（2）该混合动力汽车所用的磷酸铁锂动力电池可储存的最大电能为2.88×107J，若充电电压为320V，充电电流为50A，则对动力电池充电的时间最长为多少？（充电时无能量损耗）（3）该混合动力汽车在平直公路上以72km/h匀速行驶10min后，其内燃机消耗了汽油1.2kg，假设汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电，其中动力电池储存的电能增加了7.2×106J，试求汽车受到的阻力是多大？（汽油的热值q=4.6×107J/kg,且Q放=qm）      

Answer 1

（1）比较简单P=UI=250*80=20000W
(2)问题是求时间：Q=Pt 能量等于功率*时间 P=UI=320*50=16000W,这里电压与(1)不同要注意。
t=Q/P=2.88*10*7/16000=1800秒=0.5小时
（3）这里涉及到速度V 速度和能量的公式P=FV 分析：总能量 = 牵引力做功+阻力做功+充电能量+损耗掉的热量 题目要求阻力大小 力和能量公式Q=FVt 由题意可得1/2总能量=牵引力做功+ 充电能量 根据提示每千克的汽油燃烧释放的热量为q=4.6*10*7J/Kg Q=qm=1.2×4.6*10的7次=5.52×10*7j 总能量 v=72km/h=20m/s t=10min=600s 汽车匀速行驶时F牵=F阻 （1.2kg ×4.6×10*7J/kg）×1/2 -7.2×10*6J=Fvt=F×20×600 得F=1700牛 这题不难关键是考你对公式的熟悉，仔细看题熟练运用相应的公式就能解决问题。祝你成功！

Answer 2

解：（1）U=250V I=80A
P=UI=250V*80A=20000W
(2)P充电=U充电*I充电=320V*50A=16000W
t=W蓄电/P充电=2.88*107J/1.6*104W=1800S
(3)Q放=qm=4.6x10^7x1.2=5.52x10^7J
Q有效=Q放/2=2.76x10^7J
由“汽油完全燃烧所释放能量的一半转化为牵引力做功和给动力电池充电”得
Q动力=Q有效-Q电池=(2.76-0.72)x10^7=2.04x10^7J
由于汽车为匀速直线运动 所以F牵引=f摩擦
路程s=72km/h x (10/60)h=12km=12000m
有Q动力=W=FS得到
f摩擦=F牵引=W/S=Q动力/S=2.04x10^7/12000=1700N
答省略，*表×

Answer 3

1、驱动电机的电功率=250v×80A=20000w
2、根据w=IVt得t=w/(IV)=1800s=0.5小时
3、根据题意：v=72km/h=20m/s t=10min=600s 牵引力和汽车受到的阻力相等
（1.2kg ×4.6×10*7J/kg）×50% -7.2×10*6J=Fvt 所以，F=1700牛顿

Answer 4

（1）驱动电机的电功率=250v×80A=20000w
（2）根据w=uIt得t=w/(It)=2.88×107J/(320V×50A）=1800s=0.5小时
（3)汽油完全燃烧所释放能量Q放=qm=4.6×107J/kg×1.2kg=5.52×107J.(Q放的一半是牵引力做功和动力电池储存的电能)
所以牵引力做功W=1/2×5.52×107J-7.2×106J=2.04×107J
又因为匀速行驶阻力f=牵引力F ; v=72km/h=20m/s t=10min=600s S =12000m;
牵引力F =牵引力做功W/S=2.04×107J/12000m=1700牛;所以阻力f=1700牛