电动车中的物理知识运用

胡秋涛

摘  要：由于具有显著的节能性、实用性、环保性、简洁性，电动车这种代步工具受到了人们的热烈欢迎。事实上，电动车上面蕴含了非常多的物理知识，本文重点阐述了这方面的相关内容，希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：电动车;物理知识

前言

外型时尚，环保节能、灵活便捷的电动车，受到了人们的普遍好评，循序渐进地取代了自行车以及摩托车。我们也应该清楚地意识到，它里面蕴含了相当多的物理知识，以下是这方面的详细内容。

1电动车的结构

通常情况下，电动车涵盖了五大组成部分，依次是电机（电驱动装置）、车体、充电器、可充电电池以及控制系统。

2电动车中的声学知识

电动车前端都会安装相应的喇叭，在车体的龙头上配置了相应的按钮式开关。在电动车正常工作的情况下，驾驶员按下这个按钮，电动车的喇叭即可发出声音。它牵涉到下列物理知识：首先是声音的形成源自于物体振动。其次是声音应该通过介质进行传播，真空无法进行传声。再次，声音在空气中的正常传播速度大致达到了340m/s，如果按下了喇叭按钮，前方影响正常通行的人员或者车辆，会在听到电动车喇叭声音后及时躲避。最后，声音能够传递信息，假如车辆在正常行驶中发出了异常声音，会向驾驶员传递相应信息，可能是不动部件与运动部件出现了摩擦，导致电机无法平稳地运转，亟需检修。

3电动车的物理性质

首先要考虑车辆的密度以及速度。通常情况下电动车整车的总质量是不超过四十千克，车辆的钢圈、支架均具有较高的密度以及硬度，抗震性能非常突出。其次，电动车的车胎由高质量的橡胶等精制而成，弹性非常卓越。再次，往电动车的车胎内中持续充气时，车胎中气体的密度以及质量都在持续变大。再接下来，要关注路程以及速度的相关知识。按照2018年國家关于电动车的最大设计时速要求，不能超过每小时二十五公里;在非机动车道中行驶的过程中，最高时速只能是十五千米每小时。续行里程大致达到了二十五公里，优质电动车能够续行五十千米。驾驶员在骑电动车的过程中，通常情况下将路旁的房屋、树木等当作参照物时，人处于运动状态，将电动车当作参照物时，人处于静止状态。

从压强知识来看，电动车的坐垫可以减压减震，它有较大的受力面积，单位面积的压强小，因此坐姿比较舒服。就电动车对地面的压强而言，车胎在打足气后，车胎对地面的压强正常情况下保持不变。如果车胎发生了漏气，对地面的压强会逐步变小。就车胎中一定数量的气体而言，温度越高，其压力越大。因此不能轻易将电动车在太阳下曝晒，避免气压过大，导致爆胎现象。爆胎过程事实上是气体膨胀向外做功，减少内能，温度降低的过程。

4电动车中的摩擦力知识

电动车在正常行驶的过程中，地面与前轮之间进行滚动摩擦，地面和后轮进行了静摩擦，在遭遇特殊情况时，刹紧电动车的前后轮，电动车和地面进行滑动摩擦。其次，车轮胎上以及龙头两端手柄上均设计了凹凸不平的各类花纹，主要是为了增大摩擦力。再次，刹车过程中用力捏闸，能够增加车轮与地面之间的摩擦力。按照设计规定，干态、湿态刹车制动距离分别不能超过4米与15米，意味着干态刹车比湿态刹车时的摩擦力要大。因此雨天路滑时，应该谨慎驾驶电动车。

在刚启动电动车时，牵引力超过了摩擦阻力，改变了车辆的运动状态，平衡状态被打破。在车辆路上匀速行驶的过程中，牵引力与摩擦阻力大小相等、方向相反，二力在水平方向上平衡。假如遭遇紧急情况，驾驶员刹车减速，此时摩擦阻力转变了电动车的运动状态。假如遭遇下雪天气，车辆在拐弯时易于摔倒，这是由于电动车的运动状态发生了变化，地面无法为其提供充足的摩擦阻力，易于摔倒。电动车不能载人，也不能超载重物，这是为了规避惯性过大、出现意外时无法立即停车的问题。

5电动车中的光学知识

通常情况下，电动车上都配置了转向灯、照明灯（LED）。它的工作原理如下所示。借助电流本身的热效应，将电能转变成了内能以及光能。反光罩有非常光滑的内表面，借助光反射的原理，让光线集中地射向车辆行驶的前方。尾灯是角反射器，能够将射向电动车的所有光都反射回去。就它的可充电电池而言，基本上涵盖了三节到四节彼此串联的蓄电池，每节电压为12V-20V，电动车的电源电压一般是36V—80V。电动机是其名副其实的“心脏”，一般情况下置于车辆的后轮上，如此以来后轮变成电动车的主动轮，它借助“通电线圈在磁场中进行受力转动”的相关知识工作。在关闭电源的情况下，部分电动车可以通过人力踩踏前行，电动机成为了“发电机”，借助了“电磁感应”的相关原理，为电动车提供“自发电”。电量表经由电压表改装而成。控制器是调节电动车速度的重要部件，类似于滑动变阻器的工作原理，它是电动车车辆控制系统中的一个关键部件，而且具备了限流、欠压保护等多种功能。

6电动车中的能量转化知识

在给电瓶充电的过程中，电能被逐步转化为化学能，在蓄电池中储存，在车辆行驶的过程中，蓄电池将这些化学能转变成了电动机所需的电能，在电动机转动的过程中又把电能转变成了车辆的机械能，使主动轮转动，驱动车辆前进。在此过程中，一些电能被转化为了内能，给电机发热;在车灯打开的情况下，电能被转化成了光能以及内能;按响电动车的喇叭，将电能转变成了声能。

在车辆保养以及使用的过程中，应该勤于保养，勤充电。决不可让积水淹没了电动机内的中心控制器，也不能将电动车置于有腐蚀性、湿度较大的环境中，在起步过程中应该先助力，在重载、上桥、逆向大风、上坡行驶的过程中，可以用脚助力，以规避电池放电过程中电流过大，给电池带来不可挽回的伤害，影响电池的使用寿命以及续行里程。尤其要注意的是，决不可等到电量用光了才充电，以规避“深放电”而极大地影响电池的续航里程以及使用寿命，决不可倒置充电。此外在使用过程中，严禁出现严重超载的问题，以避免发生意外事故。而且，也要适当地对车辆进行润滑、保洁，应该适当对车胎充气等。

结语

从上文分析可以看出，在电动车等和我们日常生活密切相关的生活物品中，蕴含着不少物理知识。我们应该处处留心，练就善于发现的眼睛，发现其中蕴藏的物理知识，有效地使用这些生活物品，以更好地感受科学知识和先进给我们带来的诸多便利。

参考文献：

[1]郭建考.电动车中的物理知识[J].中学生数理化（八年级物理），2015（2）：56.

[2]崔纲.小小电动车，物理知识多[J].中小学电教（下半月），2012（1）：137.

[3]冯军杰.电动车中的物理知识[J].农村青少年科学探究，2015（9）：23.

（工作单位：湖南省祁阳县第一中学高599班）