题目内容

【题目】电动轮椅为残障人士出行提供了方便.某型号的电动轮椅质量为20kg,轮子与地面的总接触面积为20cm2 . 其工作原理如图所示,操纵杆可以同时控制S1和S2两个开关.向前推操纵杆时轮椅前进且能调速,向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退.已知蓄电池电压为24V,定值电阻R2=20Ω,R1为滑动变阻器.
(1)分别将S1和S2同时接触对应点(选填“1”或“2”)时.轮椅前进;当轮椅后退时,电流表示数(选填“大于”、“小于”或“等于”)1.2A.
(2)求轮椅静止在水平地面上时对地面的压强.
(3)体重600N的人坐在轮椅上向后拉操纵杆,匀速后退过程中轮椅受到的阻力是总重的0.01倍,求后退5m阻力做功的大小.

【答案】
(1)1;小于
(2)解:轮椅的重力:G=mg=20kg×10N/kg=200N,

水平地面受到的压力:F=G=200N,

轮椅静止在水平地面上时对地面的压强:

p= = =1×105Pa


(3)解:阻力所做的功:W=fs=0.01G×s=0.01×(200N+600N)×5m=40J
【解析】解:(1)因为轮椅向前运动时能调速,说明可以改变通过电动机的电流,所以电动机与滑动变阻器串联,故前进时将S1和S2同时接触对应点1. 若只有R2工作时,电路中的电流:I= = =1.2A,
当轮椅后退时,R2与电动机串联,R2两端的电压变小,所以当轮椅后退时,电路中的电流小于1.2A,即电流表示数小于1.2A.
答:(1)分别将S1和S2同时接触对应点1时,轮椅前进;当轮椅后退时,电流表示数小于1.2A.(2)轮椅静止在水平地面上时对地面的压强是1×105Pa;(3)体重600N的人坐在轮椅上向后拉操纵杆,匀速后退过程中轮椅受到的阻力是总重的0.01倍,后退5m阻力做功的大小为40J.
【考点精析】本题主要考查了压强的大小及其计算和功的计算的相关知识点,需要掌握压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa);功的计算公式:W = F S;F 表示力,单位:牛( N ) . S 表示距离,单位:米(m)W表示功, 功的单位就是牛· 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m才能正确解答此题.

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