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电动汽车

电动汽车是环保的交通工具，行驶时蓄电池给电动机供电，电动汽车的主要部分参数如表所示，如图甲所示，在测试过程中，司机和一名陪同人员上车．司机驾驶该充满电的车以节电模式匀速行驶30km，电池剩余容量为58kW•h，陪同人员负责记录测试数据，已知司机和陪同人员的质量均为70kg，汽车匀速行驶时所受阻力为总重力的6％，g取10N/kg。

空车质量	1360kg
轮胎与地面总接触面积	400cm^2
蓄电池最大容量	68kW•h
最高车速	120km/h
最大功率	90kW
最大续航里程	180km

（1）为了节能，车靠近目的地前可采用“再生制动”的方法：在车速逐渐减到60km/h的过程中，不采用机械刹车，由于电动汽车继续行驶，带动电机逆向发电，将电能存储在蓄电池内，此时电机的工作原理是______________

（2）汽车刹车原理图如图乙所示，连着刹车踏板的金属杆可视为一根能绕O点转动的______________（选填“省力”、“等臂”或“费力”）杠杆．

（3）在测试前，人未上车，此时电动汽车对水平地面的压强为_______________Pa．在此测试过程中，电动汽车匀速行驶30km，牵引力做的功为______________J．该电动汽车将电能转化为机械能的效率为______________%.

（4）如图丙是小明设计的车速提醒电路，R为定值电阻，R_V的阻值随车速的变化而改变．当电压表的示数达到某一数值时提醒驾驶员车速过快，需要减速．图丁是R_V的阻值与车速关系的图像．图戊是车速从0加速到100km/h过程中，R_V消耗的电功率随电流变化的图像．则图丁中图线与纵坐标相交点的电阻值是______________Ω．当车速达到75km/h时，此时电压表的示数为______________V.

Answer

电磁感应 省力 3.4×105 2. 7×107 75 10 9.6

【解析】

（1）汽车行驶带动电机逆向发电，机械能转为电能，电机是利用电磁感应原理进行发电的；

（2）由图可知，O点为支点，活塞对金属杆的力是阻力，脚对刹车踏板的力是动力，且动力臂大于阻力臂，所以这是一个省力杠杆；

（3）人未上车，电动汽车对水平地面的压力为：F压=G=mg=1360kg×10N/kg=1.36×104N；

电动汽车对地面的压强为：p==3.4×105Pa；

电动汽车匀速行驶，所以牵引力与阻力平衡，则电动汽车受到的牵引力为：F=f=6%G总=0.06×（70kg+70kg+1360kg）×10N/kg=900N；则电动车行驶30km，牵引力做的功为：W=Fs=900N×30×103 m=2.7×107J；

由表格数据可知电池容量为68kW•h，行驶30km时电池剩余容量为58kW•h，则此过程中电动汽车消耗的电能为：W总=68kW•h-58kW•h=10kW•h=3.6×107J，则电动汽车电能转化为机械能的转化效率：η==75%；

（4）由电路图可知，两个电阻串联，电压表测量Rv两端的电压，电流表测量电路中的电流，由图丁可知车速越大，Rv的阻值越大，由可知通过电路的电流越小，由串联分压可知Rv两端的电压变大，电压表的示数变大，由图戊可知，车速为100km/h时，Rv的阻值最大，通过电路的电流最小为0.2A，RV消耗的电功率为2W，RV的阻值RV1==50Ω；电源电压U=I1（RV1+R）=0.2A×（50Ω+R）①

通过电路的电流为0.3A，RV消耗的电功率为2.7W，RV的阻值RV2==30Ω，

电源电压U=I2（RV2+R）=0.3A×（30Ω+R）②

由①和②得到R=10Ω，U=12V，

当车速为零时，RV的电阻最小，通过电路的电流最大为0.6A，电路的总电阻R总==20Ω，RV的电阻RV小=R总-R=20Ω-10Ω=10Ω；

图丁是RV的阻值与车速成正比，当车速为75km/h时，，RV3=40Ω，通过电路的电流I3==0.24A，电压表的示数U1=I3R V3=0.24A×40Ω=9.6V。