專題10電能(需要的)與電能(儲存的)的轉化模型-【?？急厮ⅰ?022中考物理?？加嬎泐}(能量的轉化效率問題專題)之經(jīng)典模型培優(yōu)練習(原卷版+解析)

專題10電能（需要的）與電能（儲存的）的轉化模型1．停課不停學，但長時間線上學習容易使眼睛疲勞。為了緩解眼睛疲勞，媽媽給小欣購買了一款電加熱眼罩，如圖甲所示，其相關數(shù)據(jù)見表，請你解答下列問題：（1）如圖乙是可以通過手動調節(jié)高、中，低三擋加熱的電熱眼罩工作原理圖，充電電池電壓U＝6V保持不變，電熱絲R1＝5Ω，電熱絲R2＝10Ω，當眼罩在高溫擋工作時功率為多少？（2）若眼罩在中溫擋正常工作十分鐘，所消耗的電能是多少？（3）現(xiàn)有兩個充電器，一個標注“輸出6V，600mA”，另一個標注“輸出6V，4A”，其中一個是快速充電器，假設快充充電效率為90%，選用快速充電器將電加熱眼罩的電池從零充滿需要多少分鐘？型號OEM額定充電（放電）電壓6V電池容量2400mAh2．如圖所示是我國某品牌自主研發(fā)的新能源汽車，正在由落地式充電樁進行充電。該落地式充電樁輸入交流電、輸出直流電，其參數(shù)如表格所示。該電動汽車的電源由8000節(jié)電池成，電池質量為0.05kg，該電源能量密度為0.25kW·h/kg（能量密度是指電池可以充入的最大電能與電池質量的比值）汽車每行駛100km的耗電量為20kW·h。求：（1）該充電樁進行交、直流轉換的效率ηI；（2）該汽車電源能夠儲存的最大電能；（3）將汽車從完全沒電充電至66％的電能，充電樁在額定狀態(tài)下需要工作的時間t；（4）若汽車以20m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min的過程中，受到的平均阻力是360N，則該過程中汽車將電能轉化為機械能的效率？JS-LY2101落地式充電樁額定輸入電壓：220V交流額定輸出電壓：500V直流額定輸入電流：100A交流額定輸出電流：33A直流3．新型五菱宏光miniev是一款小電動車，由于它小巧可愛，停車方便，使用成本極低，所以受到了廣大群眾的認可，揪起了購買熱潮。以下是該車其中一款的一些參數(shù)：充電時間（慢充）6.5小時電池容量9.2千瓦時最大扭矩85?！っ装俟锖碾娏?.8千瓦時/100千米額定功率20千瓦最高車速100千米/小時理想情況下續(xù)航里程120千米（1）已知家庭用電的電費是0.6元/千瓦時，相比汽油車，電動車的用車成本大大降低。如果汽油車的耗油量為7升/100千米，油價為7.5元/升。則每行駛100千米，電動車比汽油車可節(jié)約的費用是多少？（2）“慢充”指該電動車用家庭220V電壓充電，將電池容量慢慢充滿。不計充電時的能量損耗，充電時電流多大？（3）在電動車實際使用時，電池一般會預留20%電量，即當電量達到20%時就需要充電了。當該電動車以100千米/小時最大速度勻速行駛，電量從100%到20%時能行駛多少千米？4．王老師從家里出發(fā)，使用充滿電的油電混用汽車到學校。整個過程經(jīng)歷了三個階段：階段一：由電動機帶動從靜止加速行駛500m，直至速度達到54km/h，能耗表上顯示本階段數(shù)據(jù)為150kW·h/100km，消耗電能的80%轉化為動能；階段二：以54km/h勻速行駛6min；此過程全部由汽油機維持，由機載計算機信息可知消耗了450g汽油，此階段汽油機的效率為40%；階段三：在距學校200m處汽油機停止工作，啟動剎車后，車載發(fā)電機采取動能回收技術，將80%的動能轉化為電能，并儲存在蓄電池中，最后停在學校。問：（1）求該汽車在加速過程中消耗的電能；（2）求該汽車在勻速行駛過程中受到的阻力；（3）如果王老師下班與此過程相同，那么回家后利用充電樁充電，充電效率為60%，需要花費多少錢才能將蓄電池充滿電？（電費取0.5元/kW·h，汽油熱值：3×107J/kg）5．小明騎著某輕型電動自行車以5m/s的速度沿平直公路由甲地勻速前往乙地，全程40km，電動自行車所受阻力大小保持不變，鋰電池充滿了電，騎行分為兩個階段：階段一：小明開啟純電動模式，行駛36km，鋰電池釋放了75%的能量E1為1.08×106J，其中80%用于維持電動車前行。階段二：為保護鋰電池，小明將電動自行車切換至人力模式，小明蹬車騎完剩余路程，小明蹬車所做功的60%用于維持電動車勻速行駛，40%用于給鋰電池充電，充電效率為50%。（1）求鋰電池的最大儲能E和電動自行車受到的阻力f。（2）在第二階段中，求：①小明蹬車時所做的功W及其平均功率P；②鋰電池充入的電能E2。6．2018年10月，華為發(fā)布新一代旗艦機mate20pro，如圖甲，多項黑科技吸引了全球科技圈的注意。其中一個亮點就是“華為超級快充技術”，部分具體參數(shù)參見如表。型號Mate20pro屏幕尺寸6.39英寸電池容量57600焦耳（4200毫安時）超級快充功率40瓦特防水IP68（1）利用超級快充技術，不考慮充電時的電能損耗，需要把這款電池從電量為0%充到100%，需要的時間是多少？（2）小明在購買手機后，發(fā)現(xiàn)充電時間大概需要80分鐘，所以覺得充電過程功率應該不是保持全程40W。因此他決定利用usb充電電流電壓顯示計（如圖乙）來實時測量充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制如圖丙所示圖像。請你幫助小明求出前20分鐘充電消耗的電能？（3）若充電的數(shù)據(jù)線的阻值為0.5Ω，請求出第20分鐘至40分鐘這個時間段的充電效率？7．一輛汽油和電力混合轎車，僅憑汽油動力在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛時，輸出功率P=50kW。當駕駛員看到前方55m處有超速拍照裝置（限速70km/h），在保持輸出功率不變的情況下，立即啟動充電裝置給電池充電，達到轎車減速的目的。轎車行駛3s后，速度減為v2=70km/h，在這一段時間內，轎車的平均速度v=72km/h，發(fā)動機輸出功率的80%用于充電，充電效率50%。假設轎車在上述過程中所受的阻力保持不變。（1）轎車所受阻力的大小。（2）通過計算判斷轎車是否會因為超速而被拍照？（3）若將上述過程中充電所獲得的電能全部被轎車用來維持90km/h行駛，求轎車行駛的距離。（4）重力為G的轎車，以速度v爬上長l高h的坡，爬坡的效率為η，求該汽車爬坡時的實際功率。（用符號表示，寫出推導過程）8．數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片在電腦上顯示出來，以更方便地進行加工和編輯，還可以通過郵件、QQ、微信等傳送出去。請根據(jù)下表中提供的數(shù)碼相機的相關信息以及對數(shù)碼相機工作過程的介紹，完成下列問題：名稱：充電式鋰離子電池容量：標準電壓：循環(huán)壽命：500次充電模式：恒流/恒壓完全充電：，最大持續(xù)放電電流：工作環(huán)境溫度：℃℃注意：不可將電池拆開、短路或投入火中，不要與其他種類的電池混用，使用指定的充電器及正確方法對電池充電執(zhí)行標準，GB/T18650(1)數(shù)碼相機處于待機狀態(tài)時，需要消耗一定的電能；拍攝與數(shù)據(jù)處理時所消耗的電能更大。假設用一個充滿電的電池作電源進行拍照，每拍一張照片，相機使用過程中的平均工作電流是。請估算一個充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片？(2)對一個電能已全部消耗盡的這種電池進行完全充電，充電的效率是多少？9．如圖是一款用鋰電池供電的平衡臺燈，懸掛在中間的小球是它的“開關”。使用時只需要將上下兩個小球靠近，小球就相互吸引，燈管發(fā)光。如表是平衡臺燈參數(shù)（表中“4800毫安時”的含義是鋰電池以4800毫安的電流放電時，可工作1小時）。求：額定電壓5伏額定功率5瓦光源類型LED鋰電池輸出電壓5伏鋰電池容量4800毫安時(1)平衡臺燈正常發(fā)光時電路中的電流；(2)平衡臺燈充滿電后，鋰電池儲存的電能；(3)若充電時，充電器的輸出電壓為10伏、電流2安，充電效率為80%，則為用完電的這個臺燈充滿電至少需要多長時間。10．電池的比能量是指單位質量的電極材料所能輸出的能量，單位是“Wh/kg”，1Wh/kg表示1kg的電極材料可輸出1Wh的能量，其中Wh表示“瓦特×小時”，某電動自行車上使用“48V

20Ah”（Ah即“安培×小時”，表示電池的容量）磷酸鐵鋰電池作為電源，磷酸鐵鋰電池的比能量為120Wh/kg。試計算：(1)1Wh合多少焦？(2)該電動車電極材料的質量至少為多少千克？(3)若充電的效率為90%，則當它全部放完電后充滿電需要消耗多少度電？(4)它以300W的功率勻速行駛時速度為5m/s，以此計算它最多可以行駛多少千米？11．2016年7月26日，全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”降落在阿聯(lián)酋阿布扎比機場，完成人類首次太陽能環(huán)球飛行壯舉。這次飛行共經(jīng)歷了十段航程，途徑我國重慶和南京兩個城市。整個飛行過程中，飛機依靠太陽能為平均功率10kW的電動機提供動力，首次實現(xiàn)晝夜飛行而不耗費一滴燃油，成功地向人們傳播了新能源理念。某日，日照持續(xù)15h，白天高效太陽能電池板將太陽能E的25%轉化為電能，若其中一部分電能全部為電動機提供動力，另一部分電能全部給超輕薄鋰離子電池充電，其充電效率為90%。夜間飛行時，如果鋰離子電池將儲備的能量全部釋放，為電動機提供動力。(1)求飛機上的電動機工作一天消耗的電能W；(2)求太陽能電池板提供給鋰離子電池充電的電能W充；(3)若每秒每平方米的太陽能電池板接收太陽輻射的功率為250W，則覆蓋在飛機表面的太陽能電池板面積S至少為多少？（保留一位小數(shù)）12．小涵查閱資料看到中國“華為”公司是當今世界通訊領域的龍頭企業(yè)，在手機及其它通訊設備的設計制造方面掌握了諸多高新科技成果。以手機為例，華為最近推出的“Mate30pro”不僅采用4500mAh超大容量電池，并且采用“超級快充”技術，極大方便了人們的使用。已知該電池的部分參數(shù)如表所示。電池名稱鋰離子電池電壓3.6V容量4500mAh（1）表格中的電池“容量”，是哪幾個物理量相乘的結果？（2）如圖所示是華為研發(fā)的兩種充電器，一種標注“輸出5V2A”，另一種標注“輸出5V8A”，其中一種是超級快充技術。假設充電效率為90%，那么小涵選用快速充電器將手機電池從零充滿需要多長時間？（3）小涵發(fā)現(xiàn)，超級快充的充電線比普通手機充電線要粗一些，請你從線路安全的角度來分析為什么有這樣的區(qū)別？專題10電能（需要的）與電能（儲存的）的轉化模型1．停課不停學，但長時間線上學習容易使眼睛疲勞。為了緩解眼睛疲勞，媽媽給小欣購買了一款電加熱眼罩，如圖甲所示，其相關數(shù)據(jù)見表，請你解答下列問題：（1）如圖乙是可以通過手動調節(jié)高、中，低三擋加熱的電熱眼罩工作原理圖，充電電池電壓U＝6V保持不變，電熱絲R1＝5Ω，電熱絲R2＝10Ω，當眼罩在高溫擋工作時功率為多少？（2）若眼罩在中溫擋正常工作十分鐘，所消耗的電能是多少？（3）現(xiàn)有兩個充電器，一個標注“輸出6V，600mA”，另一個標注“輸出6V，4A”，其中一個是快速充電器，假設快充充電效率為90%，選用快速充電器將電加熱眼罩的電池從零充滿需要多少分鐘？型號OEM額定充電（放電）電壓6V電池容量2400mAh【答案】（1）10.8W；（2）4320J；（3）40分鐘【詳解】解：由圖可知當S1和S2閉合，S3接b時，該電路為R1和R2的并聯(lián)電路，此時總電阻最小，由可知此時電功率最大，處于高溫擋；當S1閉合，S2斷開，S3接a時，該電路為R1和R2的串聯(lián)電路，此時總電阻最大，由可知此時電功率最小，處于低溫擋；當S1和S2閉合，S3接a時，R2被短路，此時電路為R1的簡單電路，此時電路總電阻介于最大值和最小值之間，由可知，此時電功率處于最大值和最小值之間，因此是中溫擋。（1）由上述分析可知，當R1和R2并聯(lián)時，此時處于高溫擋，R1和R2并聯(lián)后的總電阻為則當眼罩在高溫擋工作時功率為（2）由上述分析可知，當電路為只含有R1的簡單電路時，此時處于中溫擋。則眼罩在中溫擋正常工作十分鐘，所消耗的電能為（3）由已知條件，兩個充電器的充電功率分別為P1＝U1I1＝6V×0.6A＝3.6WP2＝U2I2＝6V×4A＝24W所以第二個的充電速度快。電池充滿電儲存的電能為W儲＝U電池Q＝6V×2.4A×3600s＝51840J已知充電效率為η＝90%，則消耗的電能由可得選用快速充電器將電池從零充滿需要的時間答：（1）當眼罩在高溫擋工作時功率為10.8W；（2）中溫擋正常工作十分鐘，所消耗的電能是4320J；（3）選用快速充電器將電加熱眼罩的電池從零充滿需要40分鐘。2．如圖所示是我國某品牌自主研發(fā)的新能源汽車，正在由落地式充電樁進行充電。該落地式充電樁輸入交流電、輸出直流電，其參數(shù)如表格所示。該電動汽車的電源由8000節(jié)電池成，電池質量為0.05kg，該電源能量密度為0.25kW·h/kg（能量密度是指電池可以充入的最大電能與電池質量的比值）汽車每行駛100km的耗電量為20kW·h。求：（1）該充電樁進行交、直流轉換的效率ηI；（2）該汽車電源能夠儲存的最大電能；（3）將汽車從完全沒電充電至66％的電能，充電樁在額定狀態(tài)下需要工作的時間t；（4）若汽車以20m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min的過程中，受到的平均阻力是360N，則該過程中汽車將電能轉化為機械能的效率？JS-LY2101落地式充電樁額定輸入電壓：220V交流額定輸出電壓：500V直流額定輸入電流：100A交流額定輸出電流：33A直流【答案】（1）75%；（2）100kW·h；（3）4h；（4）50%【詳解】解：（1）充電樁的額定輸入功率為P入=U入I入=220V×100A=22000W充電樁的額定輸出功率為P出=U出I出=500V×33A=16500W該充電樁進行交、直流轉換的效率為（2）所有電池的總質量為m=8000×0.05kg=400kg該汽車電源能夠儲存的最大電能W=400kg×0.25kW·h/kg=100kW·h（3）充電樁在額定狀態(tài)下需要工作的時間（4）汽車以20m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min的路程為s=vt1=20m/s×10×60s=12000m受到的平均阻力是360N，由于做的是勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，故牽引力等于阻力，即f=F=360N牽引力做的功為W牽=Fs=360N×12000m=4320000J汽車每行駛100km的耗電量為20kW·h，故在水平路面上勻速行駛10min的耗電量為該過程中汽車將電能轉化為機械能的效率是答：（1）該充電樁進行交、直流轉換的效率是75%；（2）該汽車電源能夠儲存的最大電能是100kW·h；（3）將汽車從完全沒電充電至66％的電能，充電樁在額定狀態(tài)下需要工作的時間是4小時；（4）若汽車以20m/s的速度在水平路面上勻速行駛10min的過程中，受到的平均阻力是360N，則該過程中汽車將電能轉化為機械能的效率是50%。3．新型五菱宏光miniev是一款小電動車，由于它小巧可愛，停車方便，使用成本極低，所以受到了廣大群眾的認可，揪起了購買熱潮。以下是該車其中一款的一些參數(shù)：充電時間（慢充）6.5小時電池容量9.2千瓦時最大扭矩85牛·米百公里耗電量8.8千瓦時/100千米額定功率20千瓦最高車速100千米/小時理想情況下續(xù)航里程120千米（1）已知家庭用電的電費是0.6元/千瓦時，相比汽油車，電動車的用車成本大大降低。如果汽油車的耗油量為7升/100千米，油價為7.5元/升。則每行駛100千米，電動車比汽油車可節(jié)約的費用是多少？（2）“慢充”指該電動車用家庭220V電壓充電，將電池容量慢慢充滿。不計充電時的能量損耗，充電時電流多大？（3）在電動車實際使用時，電池一般會預留20%電量，即當電量達到20%時就需要充電了。當該電動車以100千米/小時最大速度勻速行駛，電量從100%到20%時能行駛多少千米？【答案】（1）47.22元；（2）6.4A；（3）190.67km【詳解】解：（1）由表格可知每行駛100千米，電動車耗電量為3.86kW·h，所需電費8.8kW·h×0.6元/(kW·h)＝5.28元汽油車的耗油量為7升/100千米，每行駛100千米所需油費7L×7.5元/L＝52.5元電動車比汽油車可節(jié)約費用52.5元﹣5.28元＝47.22元（2）由表格可知電池容量為9.2kW·h，充電時間為6.5h，充電功率充電時的電流（3）電動車耗電量W′=(1-20%)W=0.8×9.2kW·h=7.36kW·h電動車行駛的距離答：（1）每行駛100千米，電動車比汽油車可節(jié)約的費用是47.22元；（2）“慢充”指該電動車用家庭220V電壓充電，將電池容量慢慢充滿。不計充電時的能量損耗，充電時電流是6.4A；（3）當該電動車以100千米/小時最大速度勻速行駛，電量從100%到20%時能行駛190.67km。4．王老師從家里出發(fā)，使用充滿電的油電混用汽車到學校。整個過程經(jīng)歷了三個階段：階段一：由電動機帶動從靜止加速行駛500m，直至速度達到54km/h，能耗表上顯示本階段數(shù)據(jù)為150kW·h/100km，消耗電能的80%轉化為動能；階段二：以54km/h勻速行駛6min；此過程全部由汽油機維持，由機載計算機信息可知消耗了450g汽油，此階段汽油機的效率為40%；階段三：在距學校200m處汽油機停止工作，啟動剎車后，車載發(fā)電機采取動能回收技術，將80%的動能轉化為電能，并儲存在蓄電池中，最后停在學校。問：（1）求該汽車在加速過程中消耗的電能；（2）求該汽車在勻速行駛過程中受到的阻力；（3）如果王老師下班與此過程相同，那么回家后利用充電樁充電，充電效率為60%，需要花費多少錢才能將蓄電池充滿電？（電費取0.5元/kW·h，汽油熱值：3×107J/kg）【答案】（1）3.375×106J；（2）1000N；（3）1.5元【分析】【詳解】解：（1）能耗表上顯示本階段數(shù)據(jù)為150kW·h/100km，則行駛500m消耗的電能為因為釋放電能的80%轉化為汽車的動能，則汽車在加速過程中消耗的電能為（2）汽油釋放出的能量為汽車勻速行駛時消耗的能量為汽車勻速運動時的速度為v=54km/h=15m/s時間為t=6min=360s汽車勻速行駛的路程為s=vt=15m/s×360s=5400m汽車在勻速行駛時所受到的阻力為（3）階段三中獲得的電能為王老師上下班過程中消耗的電能為回家需要充電的電能為因為電費為0.5元/kW·h，將蓄電池充滿電需要花費的錢數(shù)為3kW·h×0.5元/kW·h=1.5元答：（1）該汽車在加速過程中消耗的電能為3.375×106J；（2）該汽車在勻速行駛過程中受到的阻力為1000N；（3）如果王老師下班與此過程相同，那么回家后利用充電樁充電，充電效率為60%，需要花費1.5元錢才能將蓄電池充滿電。5．小明騎著某輕型電動自行車以5m/s的速度沿平直公路由甲地勻速前往乙地，全程40km，電動自行車所受阻力大小保持不變，鋰電池充滿了電，騎行分為兩個階段：階段一：小明開啟純電動模式，行駛36km，鋰電池釋放了75%的能量E1為1.08×106J，其中80%用于維持電動車前行。階段二：為保護鋰電池，小明將電動自行車切換至人力模式，小明蹬車騎完剩余路程，小明蹬車所做功的60%用于維持電動車勻速行駛，40%用于給鋰電池充電，充電效率為50%。（1）求鋰電池的最大儲能E和電動自行車受到的阻力f。（2）在第二階段中，求：①小明蹬車時所做的功W及其平均功率P；②鋰電池充入的電能E2?！敬鸢浮浚?）；；（2）；；【詳解】（1）由鋰電池釋放了75%的能量E1為1.08×106J可知，鋰電池的最大儲能E為維持電動車前行消耗的能量為自行車沿平直公路由甲地勻速前往乙地，根據(jù)二力平衡可知自行車受到的阻力f等于牽引力，根據(jù)可知（2）在第二階段中，維持電動車勻速行駛時牽引力大小不變，剩余路程需要做功則小明蹬車時所做的功為平均功率P為小明蹬車時所做的功的40%用于給鋰電池充電的能量，且充電效率為50%，則鋰電池充入的電能E2為答：（1）求鋰電池的最大儲能E為，電動自行車受到的阻力f為；（2）在第二階段中，小明蹬車時所做的功W為，平均功率P為，鋰電池充入的電能E2為。6．2018年10月，華為發(fā)布新一代旗艦機mate20pro，如圖甲，多項黑科技吸引了全球科技圈的注意。其中一個亮點就是“華為超級快充技術”，部分具體參數(shù)參見如表。型號Mate20pro屏幕尺寸6.39英寸電池容量57600焦耳（4200毫安時）超級快充功率40瓦特防水IP68（1）利用超級快充技術，不考慮充電時的電能損耗，需要把這款電池從電量為0%充到100%，需要的時間是多少？（2）小明在購買手機后，發(fā)現(xiàn)充電時間大概需要80分鐘，所以覺得充電過程功率應該不是保持全程40W。因此他決定利用usb充電電流電壓顯示計（如圖乙）來實時測量充電過程中充電器輸出的電流和電壓，并繪制如圖丙所示圖像。請你幫助小明求出前20分鐘充電消耗的電能？（3）若充電的數(shù)據(jù)線的阻值為0.5Ω，請求出第20分鐘至40分鐘這個時間段的充電效率？【答案】（1）24min；（2）3.9×104J；（3）90%【詳解】解：（1）由表格數(shù)據(jù)可知，電池充滿電時儲存的電能W=57600J，超級快充功率P=40W，因不考慮充電時的電能損耗，所以把這款電池從電量為0%充到100%時需要的時間（2）由圖像可知，0~5min內，充電電壓U=10V，充電電流I1=4A，由圖像可知，5~20min內，充電電壓U=10V，充電電流I2=3A，前20分鐘充電消耗的電能W=UI1t1+UI2t2=10V×4A×5×60s+10V×3A×15×60s=3.9×104J（3）由圖可知，第20分鐘至40分鐘這個過程中，數(shù)據(jù)線中的電流I3=2A，這個過程中數(shù)據(jù)線產(chǎn)生的熱量Q=I32Rt3=(2A）2×0.5Ω×20×60s=2400J充電消耗的電能W′=UI3t3=10V×2A×（40-20）×60s=2.4×104J這個時間段的充電效率答：（1）利用超級快充技術，不考慮充電時的電能損耗，需要把這款電池從電量為0%充到100%，需要的時間是24min；（2）前20分鐘充電消耗的電能為3.9×104J；（3）若充電的數(shù)據(jù)線的阻值為0.5Ω，第20分鐘至40分鐘這個時間段的充電效率為90%。7．一輛汽油和電力混合轎車，僅憑汽油動力在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛時，輸出功率P=50kW。當駕駛員看到前方55m處有超速拍照裝置（限速70km/h），在保持輸出功率不變的情況下，立即啟動充電裝置給電池充電，達到轎車減速的目的。轎車行駛3s后，速度減為v2=70km/h，在這一段時間內，轎車的平均速度v=72km/h，發(fā)動機輸出功率的80%用于充電，充電效率50%。假設轎車在上述過程中所受的阻力保持不變。（1）轎車所受阻力的大小。（2）通過計算判斷轎車是否會因為超速而被拍照？（3）若將上述過程中充電所獲得的電能全部被轎車用來維持90km/h行駛，求轎車行駛的距離。（4）重力為G的轎車，以速度v爬上長l高h的坡，爬坡的效率為η，求該汽車爬坡時的實際功率。（用符號表示，寫出推導過程）【答案】（1）2×103N；（2）轎車達到拍照處的速度大于70km/h，會被拍照；（3）30m；（4）【詳解】（1）勻速行駛時的速度為因汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和牽引力是一對平衡力，轎車所受的阻力為（2）轎車行駛的平均速度為轎車通過的路程為所以，轎車達到拍照處的速度大于70km/h，會被拍照。（3）獲得的電能為轎車能行駛的距離為（4）爬坡的效率為爬坡的牽引力為汽車爬坡時的實際功率為答：（1）轎車所受阻力的大小為。（2）轎車會因為超速而被拍照。（3）轎車行駛距離為30m。（4）該汽車爬坡時的實際功率為。8．數(shù)碼相機的主要優(yōu)點是可以直接生成數(shù)碼照片在電腦上顯示出來，以更方便地進行加工和編輯，還可以通過郵件、QQ、微信等傳送出去。請根據(jù)下表中提供的數(shù)碼相機的相關信息以及對數(shù)碼相機工作過程的介紹，完成下列問題：名稱：充電式鋰離子電池容量：標準電壓：循環(huán)壽命：500次充電模式：恒流/恒壓完全充電：，最大持續(xù)放電電流：工作環(huán)境溫度：℃℃注意：不可將電池拆開、短路或投入火中，不要與其他種類的電池混用，使用指定的充電器及正確方法對電池充電執(zhí)行標準，GB/T18650(1)數(shù)碼相機處于待機狀態(tài)時，需要消耗一定的電能；拍攝與數(shù)據(jù)處理時所消耗的電能更大。假設用一個充滿電的電池作電源進行拍照，每拍一張照片，相機使用過程中的平均工作電流是。請估算一個充滿電的電池最多可以拍攝多少張照片？(2)對一個電能已全部消耗盡的這種電池進行完全充電，充電的效率是多少？【答案】(1)132；(2)35.2%【詳解】解：(1)電池充滿電時儲存在電池內的能量W=UIt=3.7V×2200×10-3A×3600s=29304J每拍攝一張照片平均消耗的能量是W1=U1I1t1=3.7V×0.2A×5×60s=222J則拍攝照片的張數(shù)(2)對電池完全充電時，充電器向電池輸出的電能W2=U2I2t2=4.2V×2200×10-3A×2.5×3600s=83160J則充電的效率是答：(1)一個充滿電的電池最多可以拍攝132張照片；(2)充電的效率是35.2%。9．如圖是一款用鋰電池供電的平衡臺燈，懸掛在中間的小球是它的“開關”。使用時只需要將上下兩個小球靠近，小球就相互吸引，燈管發(fā)光。如表是平衡臺燈參數(shù)（表中“4800毫安時”的含義是鋰電池以4800毫安的電流放電時，可工作1小時）。求：額定電壓5伏額定功率5瓦光源類型LED鋰電池輸出電壓5伏鋰電池容量4800毫安時(1)平衡臺燈正常發(fā)光時電路中的電流；(2)平衡臺燈充滿電后，鋰電池儲存的電能；(3)若充電時，充電器的輸出電壓為10伏、電流2安，充電效率為80%，則為用完電的這個臺燈充滿電至少需要多長時間?！敬鸢浮?1)1A；(2)8.64×104J；(3)5.4×103s【詳解】(1)由表格數(shù)據(jù)可知，該平衡臺燈的額定功率P＝5W，額定電壓U＝5V，根據(jù)P＝UI可得，平衡臺燈正常發(fā)光時電路中的電流為(2)鋰電池容量為4800毫安時，鋰電池輸出電壓為5V，則平衡臺燈充滿電后，鋰電池儲存的電能為W＝U′I′t′＝5V×4.8A×3600s＝8.64×104J(3)由題知，充電器的輸出電壓為10伏、電流2安，充電效率為80%，根據(jù)可得充電器輸出的電能為為由W＝UIt可得充電需要的時間為答：(1)平衡臺燈正常發(fā)光時電路中的電流為1A；(2)平衡臺燈充滿電后，鋰電池儲存的電能為8.64×104J；(3)為用完電的這個臺燈充滿電至少需要5.4×103s。10．電池的比能量是指單位質量的電極材料所能輸出的能量，單位是“Wh/kg”，1Wh/kg表示1kg的電極材料可輸出1Wh的能量，其中Wh表示“瓦特×小時”，某電動自行車上使用“48V

20Ah”（Ah即“安培×小時”，表示電池的容量）磷酸鐵鋰電池作為電源，磷酸鐵鋰電池的比能量為120Wh/kg。試計算：(1)1Wh合多少焦？(2)該電動車電極材料的質量至少為多少千克？(3)若充電的效率為90%，則當它全部放完電后充滿電需要消耗多少度電？(4)它以300W的功率勻速行駛時速度為5m/s，以此計算它最多可以行駛多少千米？【答案】(1)3600J；(2)8kg；(3)；(4)57.6km【詳解】(1)1Wh的能量為(2)該電動車儲存的最大能量為電極材料的質量至少為(3)若充電的效率為90%，則當它全部放完電后充滿電需要消耗的電能為(4)該電動車以300W的功率勻速行駛時速度為5m/s，它的牽引力為該電動車最多可以行駛的路程為答：(1)1Wh合3600J；(2)該電動車電極材料的質量至少為8kg；(3)若充電的效率為90%，則當它全部放完電后充滿電需要消耗的電能；(4)它以300W的功率勻速行駛時速度為5m/s，以此計算它最多可以行駛57.6km的路程。11．2016年7月26日，全球最大的太陽能飛機“陽光動力2號”降落在阿聯(lián)酋阿布扎比機場，完成人類首次太陽能環(huán)球飛行壯舉。這次飛行共經(jīng)歷了十段航程，途徑我國重慶和南京兩個城市。整個飛行過程中，飛機依靠太陽能為平均功率10kW的電動機提供動力，首次實現(xiàn)晝夜飛行而不耗費一滴燃油，成功地向人們傳播了新能源理念。某日，日照持續(xù)15h，白天高效太陽能電池板將太陽能E的25%轉化為電能，若其中一部分電能全部為電動機提供動力，另一部分電能全部給超輕薄鋰離子電池充電，其充電效率為90%。夜間飛行時，如果鋰離子電池將儲備的能量全部釋放，為電動機提