Question

电动自行车已成为大众化的一种交通工具，其核心是直流电动机。小明对家中的电动自行车进行了测试，他骑车在平直的路面上由静止开始运动，获得如图所示的速度v和牵引力F随时间t变化的关系图像。已知匀速行驶时，电动机输入电压48V，输入电流5A，由图可知，电动自行车匀速行驶时，牵引力F的功率为_____W，电能转化为机械能的效率为_____%。

Answer

210 87.5

【解析】

[1]由速度−时间图像可知，电动自行车的运动特点是先加速、后匀速；由牵引力−时间图像可知，在7∼12s牵引力大小F＝35N，因为在7∼12s匀速运动，所以摩擦力

f＝F＝35N

电动自行车匀速运动时电动机的输出功率

P＝fv＝35N×6m/s＝210W

[2]由速度−时间图像可知，电动自行车匀速行驶时速度v＝6m/s，由速度公式可知，电动自行车在7∼12s内行驶的距离

s＝vt＝6m/s×（12s−7s）＝30m

则7∼12s电动自行车行驶时克服摩擦力做的功

W有＝Fs＝35N×30m＝1050J

消耗的电能为

（ ）W电＝UIt＝48V×5A×5s＝1200J

则电能转化为机械能的效率

η＝×100%＝＝87.5%