【分析】
对于第(1)问,已知电动机的工作电压和电流,根据电功率的计算公式$P=UI$,直接代入数值即可求出电动机消耗的电功率。
对于第(2)问,首先根据电功公式$W_{电}=Pt$计算出1分钟内电动机消耗的电能;再结合机械能的转化效率,求出转化得到的机械能$W_{机}=W_{电}×η$;由于汽车在水平路面匀速行驶,牵引力做的功等于转化的机械能,根据机械功公式$W=Fs$的变形公式$s=\frac{W_{机}}{F}$,代入数值就能算出汽车行驶的距离。
【解析】
(1) 已知电动机的电压$U=160\ \mathrm{V}$,电流$I=12\ \mathrm{A}$,根据电功率公式:
$ P=UI=160\ \mathrm{V}×12\ \mathrm{A}=1920\ \mathrm{W}$
(2) ① 计算1min内电动机消耗的电能:
时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$,由$W=Pt$得:
$ W_{电}=Pt=1920\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=115200\ \mathrm{J}$
② 计算转化的机械能:
已知转化效率$η=75\%$,则:
$ W_{机}=W_{电}×η=115200\ \mathrm{J}×75\%=86400\ \mathrm{J}$
③ 计算汽车行驶的距离:
汽车匀速行驶时,牵引力做的功等于机械能,由$W=Fs$变形得:
$ s=\frac{W_{机}}{F}=\frac{86400\ \mathrm{J}}{180\ \mathrm{N}}=480\ \mathrm{m}$
【答案】
(1) 电动机消耗的电功率是$1920\ \mathrm{W}$;
(2) 1min内这辆车行驶了$480\ \mathrm{m}$。
【知识点】
电功率计算;电功与机械能转化;机械功公式应用
【点评】
本题以太阳能汽车为背景,综合考查了电学中电功率、电功的计算,以及力学中机械功和效率的相关知识,需要学生熟练掌握各物理量的计算公式,并能灵活进行公式变形,注重物理知识在实际生活中的应用。
【难度系数】
0.7