Question

【題目】某款新型電動(dòng)汽車的性能參數(shù)如表所示，請(qǐng)回答下列問題．

工作電壓	400V
電動(dòng)機(jī)功率	40kW
百公里耗電量	15kWh

（1）電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)汽車的核心部件，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為能，電動(dòng)機(jī)的工作原理是 ．
（2）電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過線圈的電流是多大？
（3）同類型號(hào)的燃油汽車在同等條件下百公里消耗汽油為10L，請(qǐng)通過計(jì)算比較兩種汽車的百公里能耗，并說明能耗不同的主要原因．汽油的密度ρ=0.7×103kg/m3 ， 汽油的熱值q=4.5×107J/kg．
（4）汽車在某段公路上勻速行駛時(shí)，進(jìn)入某超聲測(cè)速區(qū)域，如圖所示．當(dāng)該車運(yùn)動(dòng)到距測(cè)速儀370m時(shí)，測(cè)速儀向該車出一超聲波信號(hào)，2s后收到從車返回的信號(hào)，超聲波在空氣中傳播速度為340m/s，求該車的速度．

Answer 1

【答案】
（1）機(jī)械；通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)
（2）

解：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，由P=UI可得，

通過線圈的電流：I= = =100A

答：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，通過線圈的電流是100A.

（3）

解：燃油汽車行駛100km消耗汽油的體積：V=10L=10dm3=0.01m3，

由ρ= 可得，燃油汽車行駛100km消耗汽油的質(zhì)量：m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg，

汽油完全燃燒釋放的熱量：Q放=mq=7kg×4.5×107J/kg=3.15×108J，

電動(dòng)汽車行駛100km消耗的電能：W=15kWh=15×3.6×106J=5.4×107J，

內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，是燃油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源的利用率較低，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能源利用率較高，所以，每百公里電動(dòng)汽車消耗的能源小于燃油汽車消耗的能源；

答：燃油汽車每百公里耗能3.22×108J，電動(dòng)汽車每百公里耗能5.4×107J，兩種汽車百公里能耗不同的主要原因是燃油汽車能源的利用低、電動(dòng)汽車能源的利用率高；

（4）

解：設(shè)汽車的速度為v，超聲測(cè)速儀發(fā)出的信號(hào) =1s后與汽車相遇，

由v= 可得，在這段時(shí)間內(nèi)，汽車的路程與超聲波的路程關(guān)系式為：

v×1s+340m/s×1s=370m，

解得：v=30m/s．

答：該車的速度為30m/s．

【解析】（1）電動(dòng)機(jī)制作原理是利用通電線圈在磁場(chǎng)中受力轉(zhuǎn)動(dòng)原理工作的，是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
（2）知道電動(dòng)機(jī)工作的電壓和功率，根據(jù)P=UI求出通過線圈的電流；
（3）知道燃油汽車行駛100km消耗汽油的體積，根據(jù)ρ= 求出消耗汽油的質(zhì)量，利用Q放=mq求出汽油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)1kWh=3.6×106J得出電動(dòng)汽車行駛100km消耗的電能，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化效率比較兩者能耗不同的原因．
本題考查了電動(dòng)機(jī)的工作原理和能量的轉(zhuǎn)化以及密度公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用，知道燃油汽車能源的利用率比電動(dòng)汽車能源的利用率低是關(guān)鍵．
【考點(diǎn)精析】掌握燃料的熱值是解答本題的根本，需要知道熱值（q ）：1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量，單位是：焦耳/千克．燃料燃燒放出熱量計(jì)算：Q放 =qm；（Q放 是熱量，單位是：焦耳；q是燃燒值，單位是：焦/千克；m 是質(zhì)量，單位是：千克．