电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱．通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，作了放电余留20%左右即停止电能输出的电路设计．

Question

电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱．通常说的电动车是以蓄电池作为能量来源．为了能使蓄电池的使用寿命更为长久，作了放电余留20%左右即停止电能输出的电路设计．如表是某型号电动自行车的相关数据．

整 车	整车质量	30kg
	最高车速	9m/s
	最大噪声	62dB
	效    率	75%
蓄电池	容    量	0.5kW•h
	供电电压	48V
电动机	额定电压	48V

（1）如图所示的实验中，能反映电动机工作原理的是___．
（2）关于电动车，下列说法中错误的是___．
A．手把上刻有花纹是为了增大摩擦，便于调速
B．紧急刹车时人会向前倾，是因为人有惯性要继续向前运动
C．行驶过程中轮胎发热，轮胎内能一定增大
D．坐垫做得宽大柔软，可减小乘坐时的压力
（3）该电动车最多能输出的机械能为___J．若一般效率为20%的摩托车要获得同等的机械能，则需要燃烧汽油___g．（已知汽油的热值为4.5×10⁷J/kg）
（4）质量为50kg小明骑着该电动车，以最大规定速度在水平路面匀速行驶时，且该电动车行驶过程中所受到的摩擦力f随车辆和人的总质量M的变化关系图象如图乙所示．则该过程中电动车克服摩擦力做功的功率为___W，通过电动车的平均电流为___A．
（5）在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积．一个人骑电动自行车，消耗10⁶J的能量可行驶20km，一辆载有4人的普通轿车，消耗3.2×10⁸ J的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是___．

Answer 1

（1）电动机是利用通电导体在磁场中受力而运动制成的．
A．图中没有电源，则导体ab在磁场中做切割磁感线运动时，检流计指针发生偏转，说明产生了感应电流，这是电磁感应现象，是发电机原理，不符合题意；
B．是奥斯特实验，证明了通电导线周围存在磁场，不符合题意；
C．图中有电源，闭合开关后，通电导线在磁场中受力运动，是电动机的原理，符合题意；
D．研究的是电磁铁磁性的强弱与线圈匝数的关系．故不符合题意；
故选C．
（2）A．电动车的车把套上刻有花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦，故A正确；
B．紧急刹车时，由于惯性人要继续向前运动，所以人会向前倾，故B正确；
C．行驶过程中轮胎克服摩擦做功，机械能转化为内能，使轮胎的内能增加、温度升高而发热，故C正确；
D．座垫做得宽大柔软，是通过增大受力面积减小乘坐时的压强，而不是减小乘坐时的压力，故D错误；
故选D．
（3）蓄电池的最大容量：
W_电=0.5kW•h=0.5×3.6×10⁶J=1.8×10⁶J，
根据题中的效率值可得，电能转化为的机械能：
W_机械能=W_电×（1-20%）×75%=1.8×10⁶J×（1-20%）×75%=1.08×10⁶J，
摩托车获得同等机械能时汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=(W机械)/(20%)=(1.08×106J)/(20%)=5.4×10⁶J，
由Q=mq可得，需要汽油的质量：
m=(Q放)/(q)=(5.4×106J)/(4.5×107J/kg)=0.12kg=120g；
（4）小明和车总质量：m_总=50kg+30kg=80kg，
由图象可知，电动车受到的摩擦阻力为20N，
克服摩擦力做功的最大功率：P=fv=20N×9m/s=180W，
消耗的电功率：
P_电=(P)/(75%)=(180W)/(75%)=240W，
由P=UI可知，通过电动车的平均电流：
I=(P)/(U)=(240W)/(48V)=5A；
（5）由题意可知，客运效率η=(人数×路程)/(消耗的能量)，
则电动自行车的客运效率：
η₁=(1×20km)/(1×106J)，
轿车的客运效率：
η₂=(4×100km)/(3.2×108J)，
电动自行车与这辆轿车的客运效率之比：
η₁：η₂=(1×20km)/(1×106J)：(4×100km)/(3.2×108J)=16：1．
故答案为：（1）C；（2）D；（3）1.08×10⁶；120；（4）180；5；（5）16：1．