Question

如圖甲是電梯的示意圖，配重500N、電梯廂重500N，通過電動機的轉(zhuǎn)動帶動電梯上下運行．圖乙是電梯的電路圖，電路中R₁為壓敏電阻，當(dāng)人進入電梯廂時會對R₁產(chǎn)生壓力，R₁的阻值隨壓力大小變化如表所示，定值電阻R₂=448Ω．當(dāng)控制電路中的電流達到80mA時，電磁鐵吸引銜鐵（電磁鐵線圈電阻不計），工作電路中的電動機不啟動，超載指示燈亮．

F/×103N	0	2	…	16	18	20
R1/Ω	42	38	…	10	6	2

（1）工作電路中燈______是超載指示燈（選填L₁或L₂）．
（2）該電梯的最大載重量是多少千克？（g取1ON/kg）
（3）該電梯的運行速度是1.2m/s．電動機的效率是80%，為保證電梯正常運行，裝配的電動機最大電功率至少要多少千瓦？
（4）你認為在工作電路中給電動機串聯(lián)壓敏電阻R₁，這有什么作用？

Answer 1

解：（1）電梯超載時，壓敏電阻R₁受到的壓力F增大時，其阻值減小，控制電路中的電流增大，從而使電磁鐵的磁性增強，磁性達到一定程度時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點與下方觸點接觸，使燈泡L₁接通，故超載指示燈為L₁；
（2）控制電路電壓U=36V，當(dāng)控制電路中的電流達到80mA時，
此時電路中的電阻：
R===450Ω，
∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
∴R₁=R-R₂=450Ω-448Ω=2Ω，
由表格可知，壓力F=20×10³N，
∵水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
∴最大載重量：
m====2000N；
（3）電動機的效率：
η=×100%=×100%=×100%=×100%=80%，
解得：P=3×10⁴W=30kW；
（4）當(dāng)乘電梯的人少時，R₁的阻值會增大，電路中電流會減小，電路總功率會減小，從而會節(jié)約電能．
答：（1）L₁；
（2）該電梯的最大載重量是2000kg；
（3）裝配的電動機最大電功率至少要30kW；
（4）當(dāng)乘電梯的人少時，R₁的阻值會增大，電路中電流會減小，電路總功率會減小，從而會節(jié)約電能．
分析：（1）超載自動報警系統(tǒng)實質(zhì)就是電磁繼電器的應(yīng)用，電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點與下方觸點接觸，水平L₁被接通；
（2）已知控制電路的電源電壓和最大載重時的電流，根據(jù)R=求出電路中電路中的總電阻，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點求出壓敏電阻的阻值，根據(jù)表格找出對應(yīng)的壓力，利用G=mg得出最大載重量；
（3）電動機的效率η=×100%=×100%=×100%，據(jù)此求出裝配的電動機最大電功率的最小值；
（4）由表格可知壓敏電阻隨壓力增大的變化，根據(jù)歐姆定律可知電路中電流的變化，利用P=UI可知電路消耗總電能的變化，據(jù)此分析電動機串聯(lián)壓敏電阻的作用．
點評：本題考查了電磁繼電器的工作原理和串聯(lián)電路的特點、歐姆定律、效率公式、做功公式、電路動態(tài)分析的應(yīng)用，涉及到的知識點較多，綜合性強，明白電磁繼電器的工作原理和從表格中得出相關(guān)信息是關(guān)鍵．