Question

电动自行车已经成为人们出行的主要代步工具之一．使用前，先对车上的蓄电池充电．电动自行车行驶时，蓄电池给车上的电动机供电，电动机为车提供动力．现有一辆电动自行车，沿着平直的道路匀速行驶，在0.5h内，电动车行驶了9km，此过程中电动机的工作电压为36V，工作电流为5A．车和人共重1000N，行驶时轮胎与地面的接触面积共为80cm²．
（1）行驶过程中车对地面的压强为多少？
（2）若车和人在行驶过程中受到的阻力为总重的0.018倍，电动机对车做了多少功？
（3）此过程中，车消耗了多少电能？电能转化为机械能的效率为多少？

Answer

（1）行驶过程中车对地面的压力等于车和人的共重，又知道轮胎与地面的接触面积，根据压强公式求出对地面的压强；
（2）根据题意求出车和人在行驶过程中受到的阻力，匀速行驶时受到的阻力和电动车的牵引力相等，根据W=Fs求出电动机对车做的功；
（3）根据W=UIt求出车消耗的电能，再根据效率公式求出电能转化为机械能的效率．
【解析】
（1）行驶过程中车对地面的压力：
F=G=1000N，
受力面积：
S=80cm2=8×10-3m2，
对地面的压强：
p===1.25×105Pa；
（2）车和人在行驶过程中受到的阻力：
f=0.018G=0.018×1000N=18N，
∴电动车匀速行驶时，受到的阻力和电动车的牵引力是一对平衡力，
∴电动车受到的牵引力：
F=f=18N，
电动机对车做的功：
W=Fs=18N×9×103m=1.62×105J；
（3）车消耗的电能：
W电=UIt=36V×5A×0.5×3600s=3.24×105J，
电能转化为机械能的效率：
η=×100%=×100%=50%．
答：（1）行驶过程中车对地面的压强为1.25×105Pa；
（2）电动机对车做的功为1.62×105J；
（3）此过程中，车消耗的电能为3.24×105J，电能转化为机械能的效率为50%．