Question

20．某石材企業的物流公司，根據貨運質量計費，在路邊設有一個地磅，地磅的簡化電路圖如圖甲．車輛開上地磅，壓縮彈簧，引起滑片P下移動，車載質量越大，車及貨物總質量與電壓關系如圖乙，電源電壓12V，R₀為40Ω的保護電阻．
（1）某次過地磅時，地磅表的示數達到最大值30t（即滑動變阻器滑片在某一端），求此時電路中的電流．
（2）該車共16個車輪，與地磅的總接觸面積為2m²，則在上述（1）中情況下，車對地磅的壓強是多少？
（3）用物理知識簡要說明大貨車超載的危害．（從兩個角度表述觀點）

Answer 1

分析 （1）根據乙圖中的曲線，找出地磅表的示數達到30t時對應的電壓值，根據串聯電路的特點結合歐姆定律解題；
（2）水平面的物體，對水平地面的壓力大小與物重相等，根據p=$\frac{F}{S}$進行計算；
（3）可以從壓強大小和慣性大小兩個方面來表述．

解答 解：（1）由圖甲可知，R與R₀串聯，電壓表V測R兩端的電壓；
當地磅表的示數達到最大值30t，滑片位于變阻器R的最下端，變阻器全部接入電路，
由圖乙可知，當地磅表的示數達到最大值30t時，電壓表示數即R兩端電壓U_R=6V，
R₀兩端電壓：U₀=U_總-U_R=12V-6V=6V，
串聯電路電流處處相等，
則電路中的電流：I=$\frac{{U}_{0}}{{R}_{0}}$=$\frac{6V}{40Ω}$=0.15A；
（2）車對地面的壓力：F=G=mg=30×10³kg×10N/kg=3×10⁵N；
車對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3×1{0}^{5}N}{2{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（3）超載造成的危害很多，如：①巨大的壓強易使路面變形，從而大大縮短公路的使用壽命；②超載汽車質量過大，慣性就越大，不易操縱，容易發生交通事故等．
答：（1）此時電路中的電流0.15A；
（2）車對地磅的壓強是1.5×10⁵Pa；
（3）①巨大的壓強易使路面變形，從而大大縮短公路的使用壽命；②超載汽車質量過大，慣性就越大，不易操縱，容易發生交通事故．

點評 本題主要考查的是歐姆定律的應用、壓強的計算及物理知識的運用，要掌握串聯電路的特點及重力和壓力大小關系．