Question

【題目】電梯為居民出入帶來很大的便利，小明家住某小區(qū)某棟6樓，放學后乘電梯回家。小明查閱資料，了解到出于安全考 慮，電梯都設置了超載自動報警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示，電路由工作電路和控制電路組成：在工作電路中，當 電梯沒有超載時，動觸點 K 與靜觸點 A 接觸，閉合開關S，電動機正常工作；當電梯超載時，動觸點 K 與靜觸點B接觸，電鈴發(fā)出報警鈴聲，即使閉合開關S，電動機也不工作。在 控制電路中，已知電源電壓 U=6V，保護電阻 R1=100Ω，電 阻式壓力傳感器（壓敏電阻）R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯自重和電磁鐵線圈的阻值都忽略不計。

（1）在控制電路中，當壓敏電阻 R2 受到的壓力 F 增大時，電磁鐵的磁性_______（選填“增強”、“減弱”或“不變”）。

（2）若小明的體重為400N，他站在靜止的電梯上，腳與電 梯地面的總接觸面積為0.04m2，則此時小明對電梯地面的壓 強為多少____？

（3）某次電梯正常運行時，測得通過電磁鐵線圈的電流為10mA，則此時電梯載重為多少____？

（4）若電磁鐵線圈電流達到 20mA 時，剛好接觸靜觸點B，電鈴發(fā)出警報聲。當該電梯廂內站立總質量為 1 000kg 的乘 客時，試通過計算說明電梯是否超載____？（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】 增強 1×104Pa 6×103 N 電梯超載

【解析】（1）在控制電路中，當壓敏電阻R2受到的壓力F增大時，其阻值減小，電路中的總電阻減小，由知，電路中的電流變大，電流增大時電磁鐵的磁性增強。

（2）小明對電梯地面的壓力F=G=400N；

小明對電梯地面的壓強：

；

（3）電路總電阻為：

；

根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點可知，此時壓敏電阻的阻值：

；

由圖乙可知此時壓敏電阻所受的壓力為，故此時電梯載重為；

（4）電梯廂內站立總質量為1000kg的乘客時，電梯受到的壓力等于乘客的重力，

即壓力為：；

由題圖乙可知，當壓力為104N時，對應的壓敏電阻阻值為：100Ω，

因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，則控制電路中的電流；

；

因，所以，此時電梯超載，電鈴報警。