Question

【題目】【2016·云南卷】電動(dòng)輪椅為殘障人士出行提供了方便．某型號(hào)的電動(dòng)輪椅質(zhì)量為20kg，輪子與地面的總接觸面積為20cm2．其工作原理如圖所示，操縱桿可以同時(shí)控制S1和S2兩個(gè)開(kāi)關(guān)．向前推操縱桿時(shí)輪椅前進(jìn)且能調(diào)速，向后拉操縱桿時(shí)輪椅以恒定速度后退．已知蓄電池電壓為24V，定值電阻R2=20Ω，R1為滑動(dòng)變阻器．

（1）分別將S1和S2同時(shí)接觸對(duì)應(yīng)點(diǎn) （選填“1”或“2”）時(shí)．輪椅前進(jìn)；當(dāng)輪椅后退時(shí)，電流表示數(shù) （選填“大于”、“小于”或“等于”）1．2A．

（2）求輪椅靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)．

（3）體重600N的人坐在輪椅上向后拉操縱桿，勻速后退過(guò)程中輪椅受到的阻力是總重的0．01倍，求后退5m阻力做功的大小．

Answer 1

【答案】（1）1，小于；（2）1×105Pa；（3）40J．

【解析】

（1）由題意可知，輪椅向前運(yùn)動(dòng)時(shí)能調(diào)速，說(shuō)明通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是可以改變的，故電動(dòng)機(jī)與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，在前進(jìn)時(shí)應(yīng)將S1和S2同時(shí)接觸對(duì)應(yīng)點(diǎn)1；如果只有R2工作時(shí)，則電路中的電流：I=U/R2=24V/20Ω=1．2A，當(dāng)輪椅后退時(shí)，R2與電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，R2兩端的電壓變小，因此可知，當(dāng)輪椅后退時(shí)，電路中的電流小于1．2A，也就是說(shuō)電流表示數(shù)小于1．2A；（2）輪椅的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N，

水平地面受到的壓力：F=G=200N，輪椅靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=F/S=200N/20×105m2=1×105Pa；

（3）阻力所做的功：W=fs=0．01G總×s=0．01×（200N+600N）×5m=40J。