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混合动力电动自行车

如图甲所示，为某款混合动力电动自行车，由车架、电动机、锂电池、调速系统、发电机组成。它有人力驱动（关闭电源、骑行者踩脚踏板）、电力驱动（不踩脚踏板、仅靠锂电池驱动）和混合动力驱动（骑行者踩脚踏板辅助锂电池驱动给车提供能量）三个骑行模式。下表为该款电动自行车的铭牌上给出的技术参数。最大载重即骑车人和所载物体的最大总质量。电池容量是指放电电流与放电时间的乘积。

该款电动自行车的调速系统主要由磁铁、传感器、控制器和开关K四部分组成。传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的传感器的距离发生改变，使U0发生变化。控制器的作用是将自身产生的电压U与传感器的电压U0比较后，输出控制电压Uk，控制开关K的通断，当U小于U0时，Uk=1V， 图乙中开关K闭合: U1大于U0时，Uk=0， K断开。当U0增大时，每次电动机工作与不工作时间的比值就增大，电动机的转速也随之增大，反之，则减速。图丙中折线A和直线B分别是U和U0随时间变化的关系图线。

（1）电动自行车骑行过程中发电机将________能转化为______能。

（2）下列说法，正确的是（______）

A.电池充满时，最多储存4度电

B.当Uk=0时，电动机中有电流通过

C.如图丙所示，电动车在t4时刻获得动力

D.按图丁操作，传感器产生电压不断变大

（3）此车的电动机在额定电压下正常工作时消耗的电功率是_________W，电动机正常工作时电能转化为机械能的效率________。 当自行车以额定功率在平直公路上满载匀速行驶时，若其受到的阻力为总质量的0.02倍，则此时速度_________m/s （g=10N/kg）

（4）这款车在“混合动力驱动”模式下正常行驶时，人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为___________.转动电动自行车手柄旋转套，让磁铁与传感器距离变小时，传感器产生的电压U________ ，车速________（以 上两空均选填“减少”、“不变”或“增大”）。

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电动自行车调速系统

常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成。

霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。如图甲所示，当霍尔传感器从左往右移动时，它所处的磁场强弱发生变化，导致霍尔传感器产生的电压U0相应变化，在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的相对位置发生改变，致使U0的大小发生变化。

控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断是：当U1小于U0时，UK＝1V，图乙中开关K闭合；U1大于U0时，UK＝0，K断开如图乙。正常行驶时，电动自行车控制器的电压U1的大小随时间周期性变化，如图丙所示，控制器输出的UK使开关交替通断。

（1）电动自行车在行驶过程中主要的能量转化情况与下列哪种相同？_____

A．发电机B．扬声器C．话筒D．电热水壶

（2）如图甲所示，当霍尔传感器从条形磁铁的S附近水平移动到N极附近时，它所处的磁场强弱的变化是_____，导致霍尔传感器产生的电压U0大小的变化是_____。

（3）当控制电压UK＝0时，电动机中_____（有/无）电流通过。

（4）当电动车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，电动自行车的电动机的额定功率_____（选“变大”、“变小”或“不变”）。

（5）图中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线，由图中所示可知：t1、t2、t3、t4的四个时刻中，_____时刻电动车获得动力（加速）。

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混合动力汽车

我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活．混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．汽车低速行驶时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．汽车具有省油、能量利用率高等特点．

测试混合动力汽车燃油能量转化效率可用如下方法: 驾驶汽车在平直公路上匀速直线行驶时间t，测量这段时间内汽车消耗燃油质量m，车速v，蓄电池储存的电能由w1增加到了w2．汽车受到的阻力为f, 燃油的热值为q，由此可计算出转化效率．

（1）汽车低速行驶时，蓄电池是______（选填“电源”或“用电器”）.

（2）汽车高速行驶时，电机的工作与下列哪一实验原理相同（______）

（3）当电机充当电动机时，其额定功率应小于蓄电池额定功率．简单说明判断的理由： ____．

（4）混合动力汽车燃油的能量转化效率表达式η=______________．

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 电动自行车是如何调速的

常用电动自行车调速系统主要由磁铁、霍尔传感器、控制器和开关K四部分组成。

霍尔传感器是将磁信号转变成电信号的装置，它产生的电压U0随磁场增强而增大。在转动电动自行车手柄旋转套时，旋转套中磁铁与固定在手柄中的霍尔传感器的距离发生改变，使U0发生变化。

控制器的作用是将自身产生的电压U1与霍尔传感器的电压U0比较后，输出控制电压UK，控制开关K的通断，当U1小于U0时，UK=1V，图甲中开关K闭合；U1大于U0时，UK=0，K断开。

正常行驶时，电动自行车U1的大小随时间周期性变化，如图乙所示，控制器输出的UK使开关交替通断，每分钟约一万次。U0不同，每次开关K闭合与断开时间的比值就不同，电动机的转速与每次K闭合与断开时间的比值相对应。

（1）控制电压UK=1V时，电动机中__________（有/无）电流通过。

（2）如图丙所示，将霍尔传感器从条形磁铁的S极附近水平移动到N极附近．在此过程中，霍尔传感器产生电压的变化情况是__________。

（3）U1的变化周期T约为__________。

A.6×10-6s　　　 B.6×10-3s　　　 C.6×10-2s　　　 D.6×10-1s

（4）图丁中折线A和直线B分别是U1和U0随时间变化的关系图线，在图戊中画出UK随时间变化的关系图线。

（5）电动自行车在行驶过程中，转动手柄旋转套后，车速增大，与转动前相比，下列判断正确的是__________。

A．霍尔传感器产生的电压U0减小

B．磁铁与霍尔传感器的距离减小

C．每次K闭合与断开时间之比变小

D．每次K闭合与断开时间之比变大

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无链条电动自行车

如图所示，无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”.它结合了电驱动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量.骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进.因此使骑行者更省力，同时减少了对环境的污染.

图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为 10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为 30V.若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，即仅靠“电力驱动”可正常行驶 1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，即“混合动力驱动” 可连续行驶 3.2×104m.

（1）骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的动能转化为_______能；

（2）无链条电动自行车的车把龙头是_______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆；

（3）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为_______J；

（4）正常行驶时，这款车 “混合动力驱动” 时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_______.

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新能源混合动力汽车

油电混合双动力汽车，通俗的说是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池——电动机系统承担。　　 随着石油资源危机及环境保护的需要，发展新能源汽车已成社会共识。由于纯电动汽车在关键技术——电池技术和充电设施上还有很长的路要走,因此，混合动力汽车将是今后一段时间中国节能汽车的主力军。这种混合动力汽车自带内燃机、发电机、充电机，它的优势十分显著：与同样级别的普通车相比，百公里综合工作情况油耗（燃油消耗量）只有 4.3L，相当于普通燃油汽车的一半；通过内燃机可以十分方便地解决车内耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题；在繁华市区，则可关停内燃机，切换到电池单独驱动，实现“零”排放；电动模式工作时，感觉不到发动机的振动，能确保极佳的低噪音；在行驶过程中就可以满足充电需要，利用减速时动能回收和匀速行驶时的剩余能量回收向蓄电池充电，无需外部电 源充电。

这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长、动力好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪音的好处，二者并肩战斗，取长补短，汽车的热效率提高 10%以上，废气排放量可改善 30%以上。

（1）发电机的工作原理是_____；

（2）文中的“新能源”油电混合双动力汽车除了能将内能转化为机械能外，在行驶过程中还可以实现_____能向汽车的机械能转化；

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如图甲所示是一艘智能太阳能混合动力游船，它的动力系统由太阳能电池组和柴油 发电机组组成．游船照明采用节能灯和LED灯．船满载时的排水量为60t．航行中，船载能量管理系统按乙表中航行速度要求自动识别并切换动力系统．船的航行速度简称航速，单位为“节”，用kn表示．

（1）太阳能是_________能源（可再生/不可再生）；船在采用纯电池模式航行时，将______能转化为机械能能．

（2）满载的游船，当部分游客下船后，船底受到水的压强将__________（增大/减小/不变）．

（3）船上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图丙所示．当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中，它的电阻_________（不变/减小/增大）.若将它与一只标有“3.2V　 0.3A”的LED（发光二极管）一起接到电压为4V的电源上，要使LED正常工作，则应将它们______联到电路中；若该电路中的电源电压可调，则电源电压在__________范围内变化，它们都能正常工作．

（4）已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比（即f=kv2，其中k为常数）．若在柴电和纯电池供电模式下，游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2，则f1与f2的比值是_____________；当游船以纯电池模式航行时，动力系统的最大功率是_________kW．（设船做匀速直线运动）

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如图所示是一艘智能太阳能混合动力游船，它的动力系统由太阳能电池组和柴油发电机组组成。游船照明采用节能灯和LED灯。船满载时的排水量为60t。航行中，船载能量管理系统按下表中航行速度要求自动识别并切换动力系统。船的航行速度简称航速，单位为“节”，用kn表示。

（1）游船满载时，所受的浮力为 　　 N；当部分游客下船后，船底受到水的压强将　　 （增大/减小/不变）。

（2）船上照明电路中用到了恒流电阻，它的电流与电压关系如图所示．当恒流电阻两端的电压由0V增大到4V的过程中，它的电阻　　　　 （不变/减小/增大）。若将它与一只标有“3．2V　 0．3A”的LED（发光二极管）一起接到电压为4V的电源上，要使LED正常工作，则应将它们　　　　　 联到电路中；若该电路中的电源电压可调，则电源电压在　　　　　 范围内变化，它们都能正常工作。

（3）已知船航行时，所受的阻力与航速的平方成正比。若在柴电和纯电池供电模式下，游船以最大航速航行时所受的阻力分别为f1、f2，则f1与f2的比值是　　 ；当游船以纯电池模式航行时，动力系统的最大功率是　　　　 kW。（设船做匀速直线运动）

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无链条电动自行车

无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者更省力，同时减少了对环境的污染。

图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10Ah（电池容量是指放电电流与放电时间的乘积）、电压为30V。若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，仅靠“电力驱动”可正常行驶1.8×104m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，“混合动力驱动”可使车连续行驶3.2×104m。

与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12000km也无须大修。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。

（1）骑行者踩脚踏板的目的是把踩脚踏板的动能转化为______ 能；

（2）无链条电动自行车前进是通过_______ 驱动后轮转化成机械能，驱动车子前进；

（3）无链条电动自行车的车把龙头是_____（省力/费力/等臂）杠杆；

（4）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为__________ J；

（5）正常行驶时，这款车 “混合动力驱动” 时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为________。

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无链条电动自行车

无链条电动自行车，整体外形时尚，没有了链条，外观变得与普通自行车或电动车有些不同，如图所示。无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”。它结合了电子动力和人体动力，此车既可以通过给锂电池充电获得能量；也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量。骑行者踩脚踏板的动能，可通过车上的发电机转化为电能，存储在自行车框架中的锂电池内，之后通过电动机驱动后轮转化成动能，以此驱动自行车前进。因此使骑行者骑得更省力，同时也能减少对环境的污染。

图中所示这款无链条电动自行车，其锂电池容量为10 Ah、电压为36 V。与链条车相比，这种新型自行车具备许多优点。比如：省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便，骑行12 000 km也无须大修。因此，无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具。

请回答下列问题：

（1）无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为_______能，由车子的锂电池存储，之后再通过________驱动后轮再次转化成动能，驱动车子前进。

（2）图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为_________J。

（3）图中这款车，若骑行者不踩脚踏板，仅靠锂电池驱动，这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104 m；若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量，这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104 m，则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为_________。

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