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我市一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示.某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg,假设车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min,所受阻力为车与人总重力的0.02倍(g取
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我市一辆纯电动客车铭牌上部分参数如表格所示.某次搭载乘客时车与人的总质量为15000kg,假设车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min,所受阻力为车与人总重力的0.02倍(g取10N/kg,大气压强为1×105Pa).求:
(1)电动机的额定电流;
(2)该过程客车消耗的电能;
(3)该过程中客车将电能转化成机械能的效率;
(4)该车搭载了如图所示的弹弓式安全锤,利用两个吸盘将安全锤固定在玻璃窗的边缘,紧急情况下,使用者像拉动弹弓一样将锤头向后拉,释放后击破玻璃.若吸盘的直径为4厘米,为保证安全锤能正常使用,则拉开锤头时允许施加的最大拉力为多少?
核定载客人数 | 57 |
电动机额定功率 | 90kW |
电动机额定电压 | 600V |
电池容量 | 600Ah |
(2)该过程客车消耗的电能;
(3)该过程中客车将电能转化成机械能的效率;
(4)该车搭载了如图所示的弹弓式安全锤,利用两个吸盘将安全锤固定在玻璃窗的边缘,紧急情况下,使用者像拉动弹弓一样将锤头向后拉,释放后击破玻璃.若吸盘的直径为4厘米,为保证安全锤能正常使用,则拉开锤头时允许施加的最大拉力为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)由表中数据,电动机的额定电流I额=
=
=150A;
(2)该过程客车消耗的电能W=Pt=90×103w×20×60s=1.08×108J;
(3)因客车做匀速直线运动,所以,牵引力F与车受到的阻力f为平衡力,
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.5×104kg×10N/kg=3000N,车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min通过的距离s=vt=20m/s×20×60s=2.4×104m,牵引力在这个过程中做的有用功
W有=Fs=3000N×2.4×104m=7.2×107J,所以,该过程中客车将电能转化成机械能的效率
η=
=
×100%=66.7%;
(4)吸盘的面积S=(
)2×π=1.256×10-3m2,作用在吸盘上的大气产生的最大压力(设吸盘内部的空气全部排出)F气=pS=1×105Pa×1.256×10-3m2=125.6N,所以,当作用在吸盘上的拉力F′=125.6N时,吸盘被拉开,拉开锤头时允许施加的最大拉力F=2F′=2×125.6N=251.2N.
答:(1)电动机的额定电流为150A;
(2)该过程客车消耗的电能为1.08×108J;
(3)该过程中客车将电能转化成机械能的效率为66.7%;
(4)拉开锤头时允许施加的最大拉力为251.2N.
P额 |
U额 |
90×103W |
600V |
(2)该过程客车消耗的电能W=Pt=90×103w×20×60s=1.08×108J;
(3)因客车做匀速直线运动,所以,牵引力F与车受到的阻力f为平衡力,
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×1.5×104kg×10N/kg=3000N,车在额定功率下以20m/s的速度沿水平路面匀速行驶20min通过的距离s=vt=20m/s×20×60s=2.4×104m,牵引力在这个过程中做的有用功
W有=Fs=3000N×2.4×104m=7.2×107J,所以,该过程中客车将电能转化成机械能的效率
η=
W有 |
W |
7.2×107 |
1.08×108 |
(4)吸盘的面积S=(
0.04m |
2 |
答:(1)电动机的额定电流为150A;
(2)该过程客车消耗的电能为1.08×108J;
(3)该过程中客车将电能转化成机械能的效率为66.7%;
(4)拉开锤头时允许施加的最大拉力为251.2N.
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