Question

【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．

Answer 1

【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总×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．