我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车启动时，内燃机不工作，

Question

我国自行生产的混合动力汽车已经面世，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电．

输出电压/V	300
额定功率/kW	30
最大容量/kW•h	30
质量/kg	320

测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h，汽车消耗汽油5kg，同时这个期间测试人员观察到：蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值．已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg．汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示．
计算：①牵引力做功为多少；  
 ②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大．

Answer 1

①由v=(s)/(t)可得，汽车行驶的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km=25000m，
由图象可知，车速为50km/h时，阻力f=2000N，
因汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
所以，牵引力F=f=2000N，
则汽车发动机的牵引力做的功：
W₁=Fs=2000N×25000m=5×10⁷J；
②由表格数据可知，蓄电池储存的最大电能为30kW•h，已经储存的电能30kW•h×80%，
由题意可知，蓄电池获得的电能：
W₂=30kW•h-30kW•h×80%=6kW•h=6×3.6×10⁶J=2.16×10⁷J；
燃油放出的热量：
Q_放=mq=5kg×4.6×10⁷J/kg=2.3×10⁸J，
获得的有用能量：
W_有用=W₁+W₂=5×10⁷J+2.16×10⁷J=7.16×10⁷J，
这种汽车燃油的能量转化效率：
η=(W有用)/(Q放)×100%=(7.16×107J)/(2.3×108J)×100%≈31.1%．
故答案为：①牵引力做功为5×10⁷J；  
 ②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是31.1%．