Question

（2012?北海）圖1為某電梯的簡(jiǎn)圖，其部分工作原理如圖2所示，R是一個(gè)壓敏電阻，加在壓敏電阻R上的壓力增大時(shí)，它的阻值減小，當(dāng)控制電路中的電流表達(dá)到設(shè)定值時(shí)超載電鈴報(bào)警．
（1）動(dòng)觸點(diǎn)K與A、B觸點(diǎn)中的哪一個(gè)接觸時(shí)電鈴報(bào)警？
（2）壓敏電阻R的阻值隨著壓力的變化規(guī)律如圖3所示，當(dāng)控制電路中的電流達(dá)到0.06A時(shí)，銜鐵被吸下，報(bào)警電鈴響起，求此時(shí)R的大小及這部電梯設(shè)計(jì)的最大載重是多少N？（電磁鐵線圈的電阻不計(jì)）
（3）電梯自重500kg，帶動(dòng)電梯升降的電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V、10kW”的字樣．當(dāng)電梯載重500kg時(shí)，中途勻速運(yùn)行10s內(nèi)上升了10m，則此過(guò)程電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)實(shí)質(zhì)就是電磁繼電器的應(yīng)用，電梯超載時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴工作電路接通；
（2）已知控制電路的電源電壓和此時(shí)的電流，根據(jù)R=

U

I

就可以求出R的電阻值，根據(jù)電阻值從圖3中就會(huì)找出相對(duì)應(yīng)的壓力，從而確定電梯的最大載重量；
（3）根據(jù)電梯的載重和升高的高度計(jì)算出機(jī)械能的大小，根據(jù)電梯的功率和時(shí)間計(jì)算出消耗電能的大小，據(jù)η=

W機(jī)械

W電

×100%計(jì)算出電梯電動(dòng)機(jī)的效率．

解答：解：（1）電梯超載時(shí)，壓敏電阻R受到的壓力F增大時(shí)，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(qiáng)，磁性達(dá)到一定程度時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴報(bào)警，電梯不工作．
（2）由圖2可知控制電路電壓U=6V，當(dāng)控制電路中的電流達(dá)到0.06A時(shí)，此時(shí)電阻R=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω；
由圖3當(dāng)電阻R=100Ω時(shí)，對(duì)應(yīng)的壓力F=10000N，即電梯的最大載重10000N．
（3）電梯自重500kg，當(dāng)電梯載重500kg時(shí)，中途勻速運(yùn)行10s內(nèi)上升了10m，需要的機(jī)械能：
W_機(jī)械=G_總h=m_總gh=（500kg+500kg）×9.8N/kg×10m=9.8×10⁴J
電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V、10kW”的字樣，工作10s消耗的電能：
W_電=pt=10×10³W×10s=1×10⁵J
∴電動(dòng)機(jī)的效率據(jù)η=

W機(jī)械

W電

×100%=

9.8×104J

1×105J

×100%=98%．
答：（1）動(dòng)觸點(diǎn)K與B觸點(diǎn)接觸時(shí)電鈴報(bào)警；
（2）報(bào)警電鈴響起，此時(shí)R的大小為100Ω，這部電梯設(shè)計(jì)的最大載重是10000N；
（3）電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是98%．

點(diǎn)評(píng)：（1）超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的控制電路受壓敏電阻控制，受到的壓力越大，電阻越小，電路中電流越大，電磁鐵磁性越強(qiáng)；
（2）此題考查了有關(guān)電磁繼電器的電路連接，首先要搞清電磁繼電器的工作原理，并搞清工作電路和控制電路，同時(shí)還考查了歐姆定律的應(yīng)用．