Question

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示．其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了

电动自行车是倍受人们青睐的一种交通工具，如图所示．其主要结构就是在原来的普通自行车的基础上，增加了电动机及供电、传动设备，它可以电动骑行，亦可以脚踏骑行．电动骑行时，蓄电池为车上的电动机供电，电动机为车提供动力；脚踏骑行时，与普通白行车相同．下表是某型号电动白行车主要技术参数． 整车 整车质量 40kg 最高车速 ≤30km/h 最大噪声 ≤62dB 蓄电池 电压 48V 容量 12A，h 电动机 额定电压 48V 额定功率 240W（1）仔细观察电动自行车的构造，会发现很多地方用到了物理知识．请仿照下面的示例，再列举三处应用物理知识进行设计的事例．示例：电动自行车的车座大而扁平，可减小压强．答：A______B______C______（2）当一个初三学生骑着电动自行车在平直的公路上匀速行驶时，轮胎与地面的总接触面积约为40cm2，此时路面受到的压强约为多大？（3）电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是多大？（4）蓄电池充足电后储存的能量是多少？（5）在蓄电池充足电后为电动机供电的过程中，当把储存能量的80%提供给电动机后就应进行充电．若电动机工作时将电能转化为对自行车输出机械能的效率为75%，电动自行车在平直的公路上匀速行驶时受到的阻力为30N，则蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶多远？（6）从环保的角度来看，与摩托车相比，电动自行车有什么优缺点？（各列举一条）

Answer 1

（1）电动自行车的构造上蕴含着丰富的物理知识：
①电动自行车的轮胎上有凹凸不平的花纹，可增大摩擦；
②车把手有花纹，可增大摩擦；
③脚踏板上有花纹，可增大摩擦；
④车把的构造是轮轴，省力；
⑤车轮是圆形的，滚动摩擦比滑动摩擦小．
故答案为：A、电动自行车的轮胎上有凹凸不平的花纹，可增大摩擦；
B、车把手有花纹，可增大摩擦；
C、脚踏板上有花纹，可增大摩擦．
（2）假设汽车人的质量约为50kg，人骑车时对地面的压力为人和车的重力之和，
则路面受到的压强：P=

F

S

=

(m人+m车)g

S

=

(50kg+40kg)×10N/kg

40×10?4m2

=2.25×10⁵Pa
答：路面受到的压强大约2.25×10⁵Pa．
（3）电动自行车额定工作下的电流：
I=

P

U

=

240w

48v

=5A
答：电动自行车以额定功率行驶时通过电动机线圈的电流是5A．
（4）蓄电池储存的电能：
W=UIt=48V×12A×3600s=2.07×10⁶J．
答：蓄电池充足电后储存的能量是2.07×10⁶J．
（5）因为电动自行车匀速行驶，所以f=F，据题意可得：W×80%×75%=fs
∴S=

W×80%×75%

f

=

2.07×106J×80%×75%

30N

=4.14×10⁴m
答：蓄电池充一次电最多能完全依靠储存的电能连续行驶4.14×10⁴m．
（6）优点：不会排放尾气、噪音小；
缺点：蓄电池一般使用一定时间后就需更换，废弃后的电池易污染环境．