Question

20．某石材企业的物流公司，根据货运质量计费，在路边设有一个地磅，地磅的简化电路图如图甲．车辆开上地磅，压缩弹簧，引起滑片P下移动，车载质量越大，车及货物总质量与电压关系如图乙，电源电压12V，R₀为40Ω的保护电阻．
（1）某次过地磅时，地磅表的示数达到最大值30t（即滑动变阻器滑片在某一端），求此时电路中的电流．
（2）该车共16个车轮，与地磅的总接触面积为2m²，则在上述（1）中情况下，车对地磅的压强是多少？
（3）用物理知识简要说明大货车超载的危害．（从两个角度表述观点）

Answer 1

分析 （1）根据乙图中的曲线，找出地磅表的示数达到30t时对应的电压值，根据串联电路的特点结合欧姆定律解题；
（2）水平面的物体，对水平地面的压力大小与物重相等，根据p=$\frac{F}{S}$进行计算；
（3）可以从压强大小和惯性大小两个方面来表述．

解答 解：（1）由图甲可知，R与R₀串联，电压表V测R两端的电压；
当地磅表的示数达到最大值30t，滑片位于变阻器R的最下端，变阻器全部接入电路，
由图乙可知，当地磅表的示数达到最大值30t时，电压表示数即R两端电压U_R=6V，
R₀两端电压：U₀=U_总-U_R=12V-6V=6V，
串联电路电流处处相等，
则电路中的电流：I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{40Ω}$=0.15A；
（2）车对地面的压力：F=G=mg=30×10³kg×10N/kg=3×10⁵N；
车对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3×1{0}^{5}N}{2{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（3）超载造成的危害很多，如：①巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命；②超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等．
答：（1）此时电路中的电流0.15A；
（2）车对地磅的压强是1.5×10⁵Pa；
（3）①巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命；②超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故．

点评 本题主要考查的是欧姆定律的应用、压强的计算及物理知识的运用，要掌握串联电路的特点及重力和压力大小关系．