Question

【題目】圖1為某電梯的簡圖，其部分工作原理如圖2所示，R是一個壓敏電阻，加在壓敏電阻R上的壓力增大時，它的阻值減小，當控制電路中的電流表達到設定值時超載電鈴報警．

（1）動觸點K與A、B觸點中的哪一個接觸時電鈴報警？
（2）壓敏電阻R的阻值隨著壓力的變化規律如圖3所示，當控制電路中的電流達到0.03A時，銜鐵被吸下，報警電鈴響起，求此時R的大小及這部電梯設計的最大載重是多少N？（電磁鐵線圈的電阻不計）
（3）電梯自重300kg，帶動電梯升降的電動機M上標有“220V、10kW”的字樣．當電梯載重500kg時，中途勻速運行10s內上升了10m，則此過程電動機將電能轉化為機械能的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）

電梯超載時，壓敏電阻R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K與觸點B接觸，電鈴報警，電梯不工作

答：動觸點K與B觸點接觸時電鈴報警

（2）

由圖2可知控制電路電壓U=6V，當控制電路中的電流達到0.03A時，此時電阻R= = =200Ω；

由圖3當電阻R=200Ω時，對應的壓力F=10000N，即電梯的最大載重10000N

答：報警電鈴響起，此時R的大小為200Ω，這部電梯設計的最大載重是10000N

（3）

電梯自重300kg，當電梯載重500kg時，中途勻速運行10s內上升了10m，需要的機械能：

W機械=G總h=m總gh=（300kg+500kg）×10N/kg×10m=8×104J

電動機上標有“220V、10kW”的字樣，工作10s消耗的電能：

W電=pt=10×103W×10s=1×105J

∴電動機的效率據η= ×100%= ×100%=80%

答：電動機將電能轉化為機械能的效率是80%

【解析】（1）超載自動報警系統實質就是電磁繼電器的應用，電梯超載時，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點K與觸點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的電流，根據R= 就可以求出R的電阻值，根據電阻值從圖3中就會找出相對應的壓力，從而確定電梯的最大載重量；（3）根據電梯的載重和升高的高度計算出機械能的大小，根據電梯的功率和時間計算出消耗電能的大小，據η= ×100%計算出電梯電動機的效率．
【考點精析】通過靈活運用電磁繼電器的組成、原理和特點和歐姆定律及其應用，掌握電磁繼電器：實質上是一個利用電磁鐵來控制的開關．它的作用可實現遠距離操作，利用低電壓、弱電流來控制高電壓、強電流．還可實現自動控制；歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）即可以解答此題．