随着汽车科技的不断进步,混合动力汽车(简称:混动汽车)逐渐受到人们的青睐,目前广泛使用的混动汽车主要部件有:汽油机、蓄电池、电动机等,它们单独或组合向汽车提供动力。混动汽车有串联式和并联式等种类。
串联式混动汽车的工作流程如图1甲所示,蓄电池可单独向电动机提供电能驱动汽车;汽油机仅带动发电机发电,产生的电能一部分输入电动机驱动汽车,另一部分还能通过发电机向蓄电池充电。
并联式混动汽车的工作流程如图1乙所示,汽油机和电动机分属两套独立的工作系统,蓄电池通过电动机能单独驱动汽车,汽油机也能直接给汽车提供动力,两套系统还能同时工作驱动汽车。

(1)若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h,则其速度是多少km/h?
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是多少J?(q汽油=4.6×107J/kg)
(3)如图2所示是并联式混动汽车内部结构透视图。若系统提供的动力一定,油箱油量或蓄电池电量是否会影响汽车行驶路程的长短?请结合乙图的工作流程,以其中一套工作系统为例,从能量转化的角度结合功的相关知识分析说明。
(4)若两种方式混动汽车的质量相同,相同部件能量转化的效率相同,油电系统同时工作,蓄电池仅处于放电状态且放电情况相同。请对比甲、乙两图的工作流程分析,在汽车整体输出能量相同的情况下,哪种方式混动汽车的效率低?为什么?
【答案】(1)若某混动汽车匀速行驶10km用时0.2h,则其速度是50km/h;
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是9.2×107J;
(3)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式W=Fs,s=,F一定的情况下,W越多,s就越大,所以会影响。
(4)串联式混动汽车的效率低,因为在混动汽车质量相同,转化效率相同的情况下,并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力,这一部分转化效率相同,但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤,它是先到发电机再到电动机再到提供动力,而并联式是汽油机直接提供动力,所以串联式在能量转化方面损耗更多,效率较低。
(2)若汽油机完全燃烧2kg汽油,释放的热量是9.2×107J;
(3)油箱的油量或蓄电池的电量通过能量转化变为汽车所做的功,油量或电量越多,做的功就越多,通过公式W=Fs,s=
W
F
(4)串联式混动汽车的效率低,因为在混动汽车质量相同,转化效率相同的情况下,并联式和串联式都有蓄电池到电动机再到提供动力,这一部分转化效率相同,但是串联式在汽油机方面比并联式多了些步骤,它是先到发电机再到电动机再到提供动力,而并联式是汽油机直接提供动力,所以串联式在能量转化方面损耗更多,效率较低。
【解答】
【点评】
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