Question

【題目】【2016·云南卷】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，操縱桿可以同時控制S1和S2兩個開關．向前推操縱桿時輪椅前進且能調速，向后拉操縱桿時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；當輪椅后退時，電流表示數 （選填“大于”、“小于”或“等于”）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的人坐在輪椅上向后拉操縱桿，勻速后退過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，輪椅向前運動時能調速，說明通過電動機的電流是可以改變的，故電動機與滑動變阻器串聯，在前進時應將S1和S2同時接觸對應點1；如果只有R2工作時，則電路中的電流：I=U/R2=24V/20Ω=1．2A，當輪椅后退時，R2與電動機串聯，R2兩端的電壓變小，因此可知，當輪椅后退時，電路中的電流小于1．2A，也就是說電流表示數小于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對地面的壓強：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。