電動輪椅為殘障人士出行提供了方便.某型號的電動輪椅質量為20kg,輪子與地面的總接觸面積為20cm2.其工作原...
問題詳情:
電動輪椅為殘障人士出行提供了方便.某型號的電動輪椅質量為20kg,輪子與地面的總接觸面積為20cm2.其工作原理如圖所示,*縱杆可以同時控制S1和S2兩個開關.向前推*縱杆時輪椅前進且能調速,向後拉*縱杆時輪椅以恆定速度後退.已知蓄電池電壓為24V,定值電阻R2=20Ω,R1為滑動變阻器.
(1)分別將S1和S2同時接觸對應點 (選填“1”或“2”)時.輪椅前進;當輪椅後退時,電流表示數 (選填“大於”、“小於”或“等於”)1.2A.
(2)求輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強.
(3)體重600N的人坐在輪椅上向後拉*縱杆,勻速後退過程中輪椅受到的阻力是總重的0.01倍,求後退5m阻力做功的大小.
【回答】
【分析】該題為一道歐姆定律、電動機使用、固體壓強以及功的綜合運算題.要解決這道題首先要看明白電路圖,並且還要理解電動機的轉動方向與電流方向有關;當輪椅後退時,R2與電動機串聯,所以電流小於1.2A;求輪椅靜止在水平地面時的壓強,先求出壓力,此時壓力等於重力,利用壓強定義式即可;求出阻力以後,直接利用求功的公式求出所做的功.
【解答】解:
(1)因為輪椅向前運動時能調速,説明可以改變通過電動機的電流,所以電動機與滑動變阻器串聯,故前進時將S1和S2同時接觸對應點1.
若只有R2工作時,電路中的電流:I===1.2A,
當輪椅後退時,R2與電動機串聯,R2兩端的電壓變小,所以當輪椅後退時,電路中的電流小於1.2A,即電流表示數小於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對地面的壓強:
p===1×105Pa
(3)阻力所做的功:W=fs=0.01G總×s=0.01×(200N+600N)×5m=40J
答:
(1)分別將S1和S2同時接觸對應點1時,輪椅前進;當輪椅後退時,電流表示數小於1.2A.
(2)輪椅靜止在水平地面上時對地面的壓強是1×105Pa;
(3)體重600N的人坐在輪椅上向後拉*縱杆,勻速後退過程中輪椅受到的阻力是總重的0.01倍,後退5m阻力做功的大小為40J.
【點評】這道題是一道集電學力學電磁學於一體的綜合題目,要求熟練掌握有關基本知識,基本公式概念,歐姆定律的應用.求電流時,電源電壓除以R2和電動機電阻之和,所以電流小於1.2A.
知識點:八年級下
題型:計算題
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