許多大橋被損壞的一個重要原因是過往車輛嚴重超載,為了能抓拍超載車輛,小明及其物理興趣小組成員決定為大橋管理者設...
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問題詳情:
許多大橋被損壞的一個重要原因是過往車輛嚴重超載,為了能抓拍超載車輛,小明及其物理興趣小組成員決定為大橋管理者設計一個“汽車超載記錄器”來進行*管理。如圖*為該超載記錄器原理圖,已知電源電壓,電壓表量程為0~5V,線圈電阻,保護電阻,為壓敏電阻,當車輛駛入被檢測路段時,其阻值隨它受到的壓力變化的情況如圖乙所示,當電壓表示數達到或超過4V時,繼電器的銜鐵被吸下,工作電路中的照相機就開始工作,抓拍超載車輛。試問:(g取10N/kg)
(1)若某車的質量為15t,靜止時輪胎與路面接觸的總面積為0.3m2,則靜止時該車對路面的壓強為多少?
(2)第(1)問中該車輛過橋時,電壓表的示數是多少?
(3)該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質量是多少?
【回答】
(1)5×105Pa;(2)2.5V;(3)5.5×104kg。
【分析】
固體壓強的理解及相關計算,與敏感電阻有關的計算;
求解 | 題幹信息 | 所用公式 |
(1)靜止時該車對路面的壓強 | 若某車的質量為15t,靜止時輪胎與路面接觸的總面積為0.3m2 | |
(2)第(1)問中該車輛過橋時,電壓表的示數 | 已知電源電壓,線圈電阻,保護電阻 | |
(3)該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質量 | 電壓表量程為0~5V |
【詳解】
(1)靜止時對該車對路面的壓力:
,
該車對路面的壓強:
;
(2)根據控制電路可知,三電阻串聯,電壓表測兩端的電壓,由乙圖像可知,
時,此時壓敏電阻的阻值
電路中的電流
,
電壓表測兩端的電壓,示數為
;
(3)經分析當電壓表示數最大時,記錄器所能記錄的過橋車輛的質量最大,電路中的電流
,
兩端電壓
,
壓敏電阻兩端的電壓
,
壓敏電阻的阻值
,
由圖乙可知此時的壓力
,
則記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質量是
。
答:(1)該車對路面的壓強為5×105Pa;
(2)第(1)問中該車輛過橋時,電壓表的示數是2.5V;
(3)該記錄器所能記錄的過橋車輛的最大質量是5.5×104kg。
【點睛】
失分原因
題號 | 失分原因 |
(1) | 不會運用固體壓強公式進行計算 |
(2) | ①不會根據圖像得出的阻值; ②對電路的串並聯識別不清 |
(3) | ①不會根據“電壓表量程為0~5V”確定兩端的最大電壓為5V; ②不會根據串聯電路的電壓關係間接計算出兩端的電壓; ③不會根據圖像得出此時的阻值 |
知識點:壓強
題型:計算題
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