来自电动自行车的电学问题

与你同行

　作为新一代的代步工具，电动自行车用“电力”代替了“人力”，因而深受普通老百姓的喜爱。因为它用“电力”来驱动，所以其中自然涉及不少的电学问题了。

　　一、电动自行车上应用了哪些电器？

　　电源：电动自行车用蓄电池组作电源，一般由3～4节蓄电池串联而成，每节蓄电池的电压通常为12V，所以电动自行车电源的电压通常是36～48V。一般地，在电动自行车上电源被安置在车辆靠后的位置，虽然这样设置会增大行驶时的能耗，但却也使安全系数大增（急刹时不易前翻）。

　　电动机：这是为车轮（一般是后轮）转动提供动力（能量）的装置，它是电动自行车的“心脏”，通常安装在后轮上，这使得后轮成了电动自行车的主动轮。电动机是利用“通电线圈在磁场中受力转动”的原理工作的。关闭电源，用人力踩踏，电动机就变成了“发电机”，从而实现“自发电”，它的发电原理自然是“法拉第电磁感应现象”了。

　　电灯：电动自行车上通常还安装有照明灯（前后大灯）两盏，转向灯四盏（前后左转和前后右转灯）和转向指示灯两盏（左转和右转指示），电刹灯一盏。白炽灯泡的工作原理是电流的热效应。

　　电表：电量指示表和速度指示表。但它们的原理却不一样，电量指示表应该是用电压表改装的，而速度表则是将轮胎的旋转速度变换成电动车前进速度进行测速的。

　　开关：根据电动自行车各上电器的使用需要，开关也就成了电动自行车上必不可少的配件，电源开关和照明灯开关是由车钥匙旋转到不同位置控制的，它相当于一个单刀多掷开关。转向灯开关是单刀双掷型开关，电喇叭（也是电动自行车上的一个用电器）则是由一只按钮式开关控制的。

　　二、电动自行车使用过程中伴随有哪些能量转化？

　　给蓄电池充电，是消耗电能的过程，这个过程中电能被转化为化学能储存在电池中；行驶时，蓄电池将化学能转化为电能供给电动机，电动机转动时将电能转化为机械能使主动轮转动，同时会有一部分电能转化为内能使电动机发热；地面对后轮的摩擦力驱动车辆前进，这时会有一部分机械能转化为内能。打开照明灯和转向灯时，电能就转化为内能、光能；按响喇叭时，电能转化为声能。

　　三、电动自行车的电路图

　　根据我对电动车上这些电器的分析和思考，我所理解的电动自行车的电路图应该是下列情形。

　　四、与电动自行车有关的电学计算与应用例举

　　请认真阅读下表所示的某种品牌电动自行车的一些主要技术参数。

最高车速	≤30km／h	一次充电连续行驶里程	50km
蓄电池	36V／10Ah铅酸蓄电池	充电时间	8h
一次充电耗电量	0．6kW·h	电动机效率	80%
整车质量	40kg	最大骑行噪声	≤62dB

　　请回答：

　　1．技术参数表中“36V／10Ah”表示的物理意义是什么？

　　2．若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍，取ｇ＝10N/kg。求：行驶20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流。

　　3．若摩托车每行驶100km耗油2．5L，油价约5.1元／L，照明用电的电费约0.5元／kW·h，请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济。

　　4．请从环保角度，比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况。

　　5．在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝人数×路程／消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗1mJ（106J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？

　　6．请你结合电动自行车及该电路图，写出验证电动自行车可以实现“自发电”的具体做法。

　　其实，在我们的日常生活中，在我们身边有许多的事物与我们的初中物理知识相关联，我们应该在学习的过程中，注意培养自己对身边事物观察、思考、分析的习惯，这对我们更好地学习和理解课堂知识极具价值。

雪儿

很好，学以致用在我们现在的教学中还没有实现，我们应该把这些内容搬进课堂。