解题思路:根据P=UI求出电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率.消耗的电功率一部分为机械功率,另一部分为热功率,机械功率和热功率之和为电功率,当牵引力等于阻力时,速度达到最大,结合输出功率和阻力的大小求出最大速度的大小.
(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.
点评:
本题考点: 电功、电功率.
考点点评: 解决本题的关键知道输入功率、输出功率、电动机内部消耗的功率之间的关系,以及知道电动机正常工作时的效率等于输出功率与输入功率的比值.