解题思路:(1)①由表中信息可知,蓄电池一次充足电可储存的能量.②由表中数据可知,轮胎所能承受的最大压强是2×105Pa,已知轮胎与地面的接触面积,由压强公式的变形公式求出求出自行车对地面的压力,然后由G=mg的变形公式求出自行车(包括载重)的最大质量,最后求出最大载重.③求出蓄电池能释放的电能,然后由功的变形公式求出自行车行驶的最大距离.④已知自行车的效率,求出自行车的数出功率,然后由功率变形公式求出自行车的工作电流.(2)①由U-I图象找出定值电阻电压对应的电流,然后由欧姆定律求出电阻阻值.②由U-I图象找出电流为0.4A时,灯泡两端的电压,然后由欧姆定律求出灯泡电阻.③由电功率的变形公式求出并联电压,此时灯泡正常发光,可以求出灯泡额定电压;由U-I图象找出灯泡额定电压对应的电流,然后由电功率公式P=UI求出灯泡额定功率.
(1)①由表中信息可知:蓄电池一次充足电储存的能量是3.5×106J.
②由表中信息可知轮胎承受最大压强PMax=2×105Pa,
∵P=[F/S],
∴轮胎能承受的最大压力F最大=P最大S=2×105Pa×0.01m2=2000N;
在水平路面上F最大=G最大=2000N,
∵G=mg,
∴自行车最大总质量m=
G最大
g=[2000N/10N/kg]=200kg;
自行车最大载重量M载=m-m车=200 kg-80 kg=120kg;
③由题意得:自行车输出电能W=3.5×106J×60%=2.1×106J,
自行车在水平路面上做匀速直线运动,则F=f=40N,
∵W=Fs,
∴自行车行驶距离s=[W/F]=
2.1×106J
40N=52500m.
④自行车行驶时的功率P=[W/t]=[Fs/t]=Fv=40N×4m/s=160W,
自行车的输出功率P=UI×80%=Fv,即48VI×80%=40N×4m/s,则I=4.2A.
(2)①由U-I图象可知,
定值电阻电压为U0=4V时,I=0.4A,
∵I=[U/R],
∴电阻R0=
U0
I=[4V/0.4A]=10Ω;
②由U-I图象可知,
电流I=0.4A时,灯泡电压UL=2V,
∵I=[U/R],
∴灯泡电阻RL=
UL
I=[2V/0.4A]=5Ω;
③∵P=
U2
R,
∴并联电压U=U0=
P0R0=
4.9W×10Ω=7V,
此时灯泡正常发光,因此灯泡额定电压是7V;
由U-I图象可知,U=7V时,通过灯泡的电流IL=0.8A,
灯泡额定功率PL=ULIL=7V×0.8A=5.6W.
答:(1)①蓄电池一次充足电可储存的能量是3.5×106J.
②自行车最大载重量是120kg.
③电动车最多能连续电动行驶52500m.
④以4m/s的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流是4.2A.
(2)①定值电阻R0的阻值是10Ω.
②灯丝实际电阻是5Ω.
③灯泡额定电压是7V,额定功率是5.6W.
点评:
本题考点: 电功率的计算;欧姆定律的应用.
考点点评: 本题是一道综合计算题,涉及的知识点很多,认真分析表中数据、认真分析U-I图象,获取所需信息是正确解题的前提与关键.