Question

18．如图为宝马纯电动车BMWi3，车体全部采用碳纤维材质制成，其质量只有1.2t．电动机可以提供125kw的最大功率．从0加速到100km/h仅需要7.2s，并配有-组20kW•h的钾离子电池，充满电后最高续航甲程为160km，请你根据以上信息回答下列可题（g=10N/kg）
（1）当给锂离子电池充电时，电能转化为化学能．
（2）若使用充电功率为700W的充电桩对该电动汽车充电，充电1h可使汽车以12kw的恒定输出功率匀速直线行驶36km，若汽车行驶过程中受到的阻力是车重的0.05倍，求汽车匀速行驶的速度及电动车将电能转化为机械能的效率有多大？
（3）说说电动汽车有哪些优点（两条即可）．

Answer 1

分析 （1）给电池充电过程中，消耗电能，得到化学能；
（2）已知汽车行驶过程中受到的阻力和车重的关系，可以得到阻力；汽车匀速直线行驶，牵引力等于阻力；已知汽车恒定功率及牵引力，利用v=$\frac{P}{F}$得到汽车行驶的速度；已知充电功率和时间，可以得到汽车消耗的电能；已知汽车行驶距离和牵引力，可以得到克服阻力做的功；汽车克服阻力做的功与消耗的电能之比，就是此电动汽车的效率；
（3）电动汽车和以汽油为原料的汽车相比，具有安全、环保、效率高、经济（节能）、易维护、适应性强等方面的优点．

解答 解：（1）当给锂离子电池充电时，消耗电能，获得化学能，所以此过程中将电能转化为化学能；
（2）汽车匀速行驶时F=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.2×10³kg×10N/kg=600N，
因为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以电动汽车行驶的速度为v=$\frac{{P}_{机}}{F}$=$\frac{1.2×1{0}^{3}W}{600N}$=20m/s；
因为P=$\frac{W}{t}$，
所以汽车消耗的电能为W_电=P_电t=700W×3600s=2.52×10⁶J，
汽车克服阻力做的功为W_机=Fs=600N×3.6×10⁴m=2.16×10⁶J，
所以电动汽车的效率为η=$\frac{{W}_{机}}{{W}_{电}}$=$\frac{2.16×1{0}^{6}J}{2.52×1{0}^{6}J}$≈85.7%．
（3）电动汽车具有环保、效率高的优点．
答：
（1）电；化学；
（2）汽车匀速行驶的速度是20m/s；电动车将电能转化为机械能的效率为85.7%；
（3）电动汽车具有环保、效率高的优点．

点评 此题考查了能量的转化、二力平衡条件的应用、功率变形公式及效率的计算，还涉及到电动汽车与传统能源汽车的比较，是一道综合题．