20. (14分)阅读短文,回答问题。
为节约能源,如图甲所示的某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。

如表所示为该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶$100\ {km}$消耗燃油的体积。
测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发动机两种情况下,汽车通过的路程$s$与对应的速度大小$v$,计算出动能$E_{k}$,作出$E_{k}-s$图像,如图乙所示。
(1)发电机的工作原理是
(2)汽车正常行驶$100\ {km}$,消耗燃油的质量为
(3)测试时,汽车在大小为$800\ {N}$的牵引力作用下,以$20\ {m/s}$的速度匀速行驶$1000\ {m}$。此过程中,汽车
A. 受到的阻力为$1.2 × 10^4\ {N}$
B. 行驶的时间为$40\ {s}$
C. 牵引力做的功为$3.2 × 10^8\ {J}$
D. 牵引力的功率为$16\ {kW}$
(4)由图像可知,表示开启发电机进行测试的图线是
(5)若汽车正常行驶时的动能$E_{k0} = 4 × 10^5\ {J}$,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有

为节约能源,如图甲所示的某型号汽车在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中。
如表所示为该型号汽车的部分技术参数,其中储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率。耗油量是指汽车正常行驶$100\ {km}$消耗燃油的体积。
测试中,先让汽车正常行驶,然后关闭发动机,分别测出开启和关闭发动机两种情况下,汽车通过的路程$s$与对应的速度大小$v$,计算出动能$E_{k}$,作出$E_{k}-s$图像,如图乙所示。
(1)发电机的工作原理是
电磁感应
。发电过程中,动能除了转化为电能外,由于线圈有电阻,还有部分能量转化为内
能。(2)汽车正常行驶$100\ {km}$,消耗燃油的质量为
6.3
$\ {kg}$,完全燃烧这些燃油产生的热量为2.898×10⁸
$\ {J}$。(燃油的密度$\rho = 0.7 × 10^3\ {kg/m^3}$,热值$q = 4.6 × 10^7\ {J/kg}$)(3)测试时,汽车在大小为$800\ {N}$的牵引力作用下,以$20\ {m/s}$的速度匀速行驶$1000\ {m}$。此过程中,汽车
D
。A. 受到的阻力为$1.2 × 10^4\ {N}$
B. 行驶的时间为$40\ {s}$
C. 牵引力做的功为$3.2 × 10^8\ {J}$
D. 牵引力的功率为$16\ {kW}$
(4)由图像可知,表示开启发电机进行测试的图线是
②
(①/②)。(5)若汽车正常行驶时的动能$E_{k0} = 4 × 10^5\ {J}$,某时刻关闭发动机,同时发电机开始工作,最终有
1.2×10⁵
$\ {J}$的动能转化为内能。答案:1. (1)
发电机的工作原理是电磁感应现象。
发电过程中,动能除转化为电能外,由于线圈有电阻,电流通过线圈时会产生热量,即部分能量转化为内能。
2. (2)
已知汽车正常行驶$100km$耗油量$V = 9L=9×10^{-3}m^{3}$,燃油密度$\rho = 0.7×10^{3}kg/m^{3}$。
根据$m=\rho V$,可得消耗燃油质量$m=\rho V = 0.7×10^{3}kg/m^{3}×9×10^{-3}m^{3}=6.3kg$。
已知燃油热值$q = 4.6×10^{7}J/kg$,根据$Q = mq$,可得完全燃烧这些燃油产生的热量$Q = mq=6.3kg×4.6×10^{7}J/kg = 2.898×10^{8}J$。
3. (3)
汽车匀速行驶,牵引力$F = 800N$,根据二力平衡,阻力$f=F = 800N$,A错误。
根据$v=\frac{s}{t}$,可得行驶时间$t=\frac{s}{v}=\frac{1000m}{20m/s}=50s$,B错误。
牵引力做的功$W = Fs=800N×1000m = 8×10^{5}J$,C错误。
牵引力的功率$P=\frac{W}{t}=Fv$($W = Fs$,$t=\frac{s}{v}$,代入可得),$P = Fv=800N×20m/s = 16000W = 16kW$,D正确。
4. (4)
开启发电机时,汽车的动能一部分转化为电能,一部分转化为内能,汽车动能减小得快;关闭发电机时,汽车动能全部转化为内能,动能减小得慢。所以表示开启发电机进行测试的图线是②。
5. (5)
已知储能效率$\eta = 70\%$,汽车正常行驶时的动能$E_{k0}=4×10^{5}J$。
转化为电能的能量$E_{电}=E_{k0}\eta=4×10^{5}J×70\% = 2.8×10^{5}J$。
根据能量守恒,转化为内能的能量$E_{内}=E_{k0}-E_{电}=4×10^{5}J - 2.8×10^{5}J=1.2×10^{5}J$。
综上,答案依次为:(1)电磁感应;内;(2)$6.3$;$2.898×10^{8}$;(3)D;(4)②;(5)$1.2×10^{5}$。
发电机的工作原理是电磁感应现象。
发电过程中,动能除转化为电能外,由于线圈有电阻,电流通过线圈时会产生热量,即部分能量转化为内能。
2. (2)
已知汽车正常行驶$100km$耗油量$V = 9L=9×10^{-3}m^{3}$,燃油密度$\rho = 0.7×10^{3}kg/m^{3}$。
根据$m=\rho V$,可得消耗燃油质量$m=\rho V = 0.7×10^{3}kg/m^{3}×9×10^{-3}m^{3}=6.3kg$。
已知燃油热值$q = 4.6×10^{7}J/kg$,根据$Q = mq$,可得完全燃烧这些燃油产生的热量$Q = mq=6.3kg×4.6×10^{7}J/kg = 2.898×10^{8}J$。
3. (3)
汽车匀速行驶,牵引力$F = 800N$,根据二力平衡,阻力$f=F = 800N$,A错误。
根据$v=\frac{s}{t}$,可得行驶时间$t=\frac{s}{v}=\frac{1000m}{20m/s}=50s$,B错误。
牵引力做的功$W = Fs=800N×1000m = 8×10^{5}J$,C错误。
牵引力的功率$P=\frac{W}{t}=Fv$($W = Fs$,$t=\frac{s}{v}$,代入可得),$P = Fv=800N×20m/s = 16000W = 16kW$,D正确。
4. (4)
开启发电机时,汽车的动能一部分转化为电能,一部分转化为内能,汽车动能减小得快;关闭发电机时,汽车动能全部转化为内能,动能减小得慢。所以表示开启发电机进行测试的图线是②。
5. (5)
已知储能效率$\eta = 70\%$,汽车正常行驶时的动能$E_{k0}=4×10^{5}J$。
转化为电能的能量$E_{电}=E_{k0}\eta=4×10^{5}J×70\% = 2.8×10^{5}J$。
根据能量守恒,转化为内能的能量$E_{内}=E_{k0}-E_{电}=4×10^{5}J - 2.8×10^{5}J=1.2×10^{5}J$。
综上,答案依次为:(1)电磁感应;内;(2)$6.3$;$2.898×10^{8}$;(3)D;(4)②;(5)$1.2×10^{5}$。
解析:
(1)电磁感应 内
(2)6.3 $2.898×10^{8}$
(3)D
(4)②
(5)$1.2×10^{5}$
(2)6.3 $2.898×10^{8}$
(3)D
(4)②
(5)$1.2×10^{5}$