解题思路:(1)由题知电动自行车匀速行驶,根据二力平衡的知识知道牵引力的大小等于阻力大小,而阻力大小等于压力的0.02倍(压力根据F=G=mg计算),据此可求牵引力的大小;利用速度公式求电动车行驶的距离,利用W=Fs求电动机对自行车做的功;
(2)求出了电动机对自行车做的有用功,知道电动机的效率,利用效率公式电动机做的总功,再根据W总=UIt求通过电动机线圈的电流;
(3)分别计算出行驶100km需要的电能和耗用量,再算出各自用费进行比较.
(1)∵电动车在水平的路面上匀速行驶,
∴电动车受到的牵引力:
F=f=0.02G=0.02mg=0.02×(60kg+40kg)×10N/kg=20N
行驶距离:
s=vt=6m/s×10×60s=3600m,
电动机对自行车做的有用功:
W有=Fs=20N×3600m=7.2×104J;
(2)由主要参数表中知道,电动机的效率为75%,
∵η=
W有
W总×100%,
∴W总=
W有
η =
7.2×104J
75%=9.6×104J,
又∵W总=UIt,
∴通过电动机线圈的电流:
I=
W总
Ut=
9.6×104J
36×10×60s≈4.4A;
(3)电动自行车百公里耗电的费用:
0.52元/kW•h×2×0.6kW•h=0.624元,
摩托车百公里耗油的费用:
4.65元×2.5=11.625元
比较可知百公里行程,电动自行车比摩托车的费用低的多,所以使用电动自行车更经济.
答:(1)行驶10分钟,电动机对自行车做的功为7.2×104J;
(2)通过电动机线圈的电流约为4.4A;
(3)使用电动自行车更经济.
点评:
本题考点: 功的计算;速度公式及其应用;二力平衡条件的应用;机械效率的计算;电功率的计算.
考点点评: 本题是一道电学和力学的综合应用题,解决的是有关电动自行车的相关问题,有意义,能从基本参数表中得出有用信息并加以利用是本题的关键.