高中 | 功率的概念与计算 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.3 功率

功率的概念与计算

如图,一电动自行车动力电源上的铭牌标有“$48\;\rm V$$12\;\rm Ah$”字样。它正常工作时电源输出电压为$40\;\rm V$,额定输出功率$240\;\rm W$。由于电动机发热造成损耗,电动机的效率为$80\%$,不考虑其它部件的摩擦损耗。已知人与车的总质量为$76.8\;\rm kg$,自行车运动时受到阻力恒为$38.4\;\rm N$,求:

电动机的额定电流$I$

[["

$6\\;\\rm A$

"]]

正常工作时电源输出电压为$40\;\rm V$,额定输出功率$240\;\rm W$,则电动机的额定电流$I=\dfrac{P}{U}=6\;\rm \text{A}$

电源的内阻$r$

[["

$1.33\\;\\rm \\Omega$

"]]

电源内阻$r=\dfrac{E-U}{I}= \dfrac{48-40}{6}\Omega \approx 1.33\;\rm \Omega$

电动机的线圈电阻$R$

[["

$1.33\\;\\rm \\Omega$

"]]

设电动机的内阻为$R$,电动机的效率为$80\%$,则有$P-0.8P=I^{2}R$

求得$R=\dfrac{4}{3}\;\rm \Omega \approx 1.33\;\rm \Omega$

此电动自行车加速运动的最大速度$v$

[["

$5\\;\\rm m/s$

"]]

当合力为零时,速度最大,此时$0.8P=fv$

解得$v=5\;\rm m/s$

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