8. 提升题 目前,有的地方出现了共享电动汽车,这种新型低碳的交通工具,深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如下表所示。

(1)如图8所示,租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器就能读取卡中的信息,将车解锁。刷卡解锁应用的物理原理是什么?
(2)根据表中的数据,将耗完电能的电池充满电,理论上需要多长时间?
(3)该电动汽车充满电后,在水平地面上匀速行驶的最大距离为140 km,则行驶时该车受到的阻力为多大?

(1)如图8所示,租车时,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器就能读取卡中的信息,将车解锁。刷卡解锁应用的物理原理是什么?
(2)根据表中的数据,将耗完电能的电池充满电,理论上需要多长时间?
(3)该电动汽车充满电后,在水平地面上匀速行驶的最大距离为140 km,则行驶时该车受到的阻力为多大?
答案
(1)由题意知,租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器,感应器就能读取卡中的信息,这是电磁感应现象。
(2)$P_{输入}=UI=220\ \mathrm{V}×16\ \mathrm{A}=3520\ \mathrm{W}=3.52\ \mathrm{kW}$,
$t=\frac{W}{P_{输入}}=\frac{22\ \mathrm{kW·h}}{3.52\ \mathrm{kW}}=6.25\ \mathrm{h}$。
(3)$W_{机}=W×70\%=22\ \mathrm{kW·h}×3.6×10^{6}\ \mathrm{J/(kW·h)}×70\%=5.544×10^{7}\ \mathrm{J}$,
电动汽车在水平地面上匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,有
$f=F=\frac{W_{机}}{s}=\frac{5.544×10^{7}\ \mathrm{J}}{1.4×10^{5}\ \mathrm{m}}=396\ \mathrm{N}$。
(2)$P_{输入}=UI=220\ \mathrm{V}×16\ \mathrm{A}=3520\ \mathrm{W}=3.52\ \mathrm{kW}$,
$t=\frac{W}{P_{输入}}=\frac{22\ \mathrm{kW·h}}{3.52\ \mathrm{kW}}=6.25\ \mathrm{h}$。
(3)$W_{机}=W×70\%=22\ \mathrm{kW·h}×3.6×10^{6}\ \mathrm{J/(kW·h)}×70\%=5.544×10^{7}\ \mathrm{J}$,
电动汽车在水平地面上匀速行驶,阻力与牵引力是一对平衡力,有
$f=F=\frac{W_{机}}{s}=\frac{5.544×10^{7}\ \mathrm{J}}{1.4×10^{5}\ \mathrm{m}}=396\ \mathrm{N}$。
解析
【分析】
第(1)问:刷卡解锁时,租车卡靠近感应器,卡内线圈因电磁感应产生感应电流,感应器据此读取信息,原理为电磁感应现象,需明确无外接电源时的电流产生属于电磁感应。
第(2)问:计算充满电时间,先由P=UI求出充电输入功率,再利用t=W/P计算,注意电能单位(kW·h)与功率单位(kW)统一,保证计算正确。
第(3)问:电动汽车匀速行驶时,阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等;先根据效率求出转化的机械能,再由W=Fs变形得F=W/s,即可求出阻力大小。
【解析】
(1) 刷卡解锁时,租车卡靠近感应器,卡内的线圈产生感应电流,感应器读取卡中信息,应用的物理原理是电磁感应现象。
(2) 充电输入功率:$P_{输入}=UI=220\ \mathrm{V}×16\ \mathrm{A}=3520\ \mathrm{W}=3.52\ \mathrm{kW}$
充满电理论时间:$t=\frac{W}{P_{输入}}=\frac{22\ \mathrm{kW·h}}{3.52\ \mathrm{kW}}=6.25\ \mathrm{h}$
(3) 电能转化的机械能:$W_{机}=W×70\%=22\ \mathrm{kW·h}×3.6×10^{6}\ \mathrm{J/(kW·h)}×70\%=5.544×10^{7}\ \mathrm{J}$
电动汽车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,故$f=F=\frac{W_{机}}{s}=\frac{5.544×10^{7}\ \mathrm{J}}{1.4×10^{5}\ \mathrm{m}}=396\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 电磁感应现象;(2) 6.25 h;(3) 396 N
【知识点】
电磁感应、电功率计算、功的计算
【点评】
本题结合共享电动汽车的实际场景,考查电磁感应、电功率、功及二力平衡的应用,注重物理知识与生活实际的结合,需学生掌握相关公式及单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
第(1)问:刷卡解锁时,租车卡靠近感应器,卡内线圈因电磁感应产生感应电流,感应器据此读取信息,原理为电磁感应现象,需明确无外接电源时的电流产生属于电磁感应。
第(2)问:计算充满电时间,先由P=UI求出充电输入功率,再利用t=W/P计算,注意电能单位(kW·h)与功率单位(kW)统一,保证计算正确。
第(3)问:电动汽车匀速行驶时,阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等;先根据效率求出转化的机械能,再由W=Fs变形得F=W/s,即可求出阻力大小。
【解析】
(1) 刷卡解锁时,租车卡靠近感应器,卡内的线圈产生感应电流,感应器读取卡中信息,应用的物理原理是电磁感应现象。
(2) 充电输入功率:$P_{输入}=UI=220\ \mathrm{V}×16\ \mathrm{A}=3520\ \mathrm{W}=3.52\ \mathrm{kW}$
充满电理论时间:$t=\frac{W}{P_{输入}}=\frac{22\ \mathrm{kW·h}}{3.52\ \mathrm{kW}}=6.25\ \mathrm{h}$
(3) 电能转化的机械能:$W_{机}=W×70\%=22\ \mathrm{kW·h}×3.6×10^{6}\ \mathrm{J/(kW·h)}×70\%=5.544×10^{7}\ \mathrm{J}$
电动汽车匀速行驶,阻力与牵引力平衡,故$f=F=\frac{W_{机}}{s}=\frac{5.544×10^{7}\ \mathrm{J}}{1.4×10^{5}\ \mathrm{m}}=396\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 电磁感应现象;(2) 6.25 h;(3) 396 N
【知识点】
电磁感应、电功率计算、功的计算
【点评】
本题结合共享电动汽车的实际场景,考查电磁感应、电功率、功及二力平衡的应用,注重物理知识与生活实际的结合,需学生掌握相关公式及单位换算,难度适中。
【难度系数】
0.6
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