一辆电动自行车（如图）的铭牌上给出了如下的技术参数表．规格后轮驱动直流永磁轻电机车型26M电动自行车额定输出功率120W整车质量30kg额定转速240r/min最大载重

Question

一辆电动自行车（如图）的铭牌上给出了如下的技术参数表．

规格		后轮驱动直流永磁轻电机
车型	26M电动自行车	额定输出功率	120W
整车质量	30kg	额定转速	240r/min
最大载重	120kg	额定电压	40V
续行里程	大于40km	额定电流	4A

（1）此车的电动机在额定电压下正常工作时，消耗的电功率是多大？
（2）此电动机的内阻是多少？电动机正常工作时的效率（输出功率与输入功率之比）是多少？
（3）总质量70kg（包括人及所带物品）的人骑此车沿平直公路行驶，若行驶过程中所受的阻力为车和人总重的0.02倍，且只靠电动机提供动力，g取10m/s²，求此人骑车行驶的最大速度．

Answer 1

（1）电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率为：
P_入=UI=40×4W=160W，
（2）根据能量守恒定律，有：
P_入=P_热+P_出
即：UI=I²r+120
代入数据，有：
40×4=4²×r+120
解得：r=2.5Ω
电动机正常工作时的效率：
η=(P出)/(P入)×100%=(120)/(160)×100%=75%
（3）自行车阻力：
f=0.02mg=0.02×（30+70）×10=20N
匀速行驶，牵引力与阻力平衡，为：
F_牵=f=20N
故输出功率为：
P_出=F_牵v=fv
解得：
v=(P出)/(f)=(120)/(20)=6m/s
答：（1）此车的电动机在额定电压下正常工作时，消耗的电功率是160W；
（2）此电动机的内阻是2.5Ω；电动机正常工作时的效率为75%；
（3）此人骑车行驶的最大速度为6m/s．