Question

電梯為居民出入帶來(lái)很大的便利，出于安全考慮，電梯都設(shè)置超載自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，其工作原理如圖甲所示．已知控制電路的電源電壓U=6伏，保護(hù)電阻R₁=100歐，壓敏電阻R2的阻值隨壓力F大小變化如圖乙所示，電梯底架自重和電磁鐵線(xiàn)圈的阻值都忽略不計(jì)．

（1）當(dāng)壓敏電阻R₂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)．電梯超載時(shí)，銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)______接觸，電鈴發(fā)出警報(bào)聲．
（2）若電梯在20秒內(nèi)將一位重600牛的乘客勻速提升15米，求電梯對(duì)乘客做功的功率．
（3）當(dāng)電磁鐵線(xiàn)圈電流達(dá)到20毫安時(shí)，銜鐵剛好被吸住．若該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000千克的乘客時(shí)，試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明電梯是否超載．（g取10牛/千克）

Answer 1

（1）電梯超載時(shí)，壓敏電阻R₂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．
答：銜鐵被電磁鐵吸住，觸點(diǎn)K與觸點(diǎn)B接觸，電鈴發(fā)出警報(bào)聲．
（2）∵電梯克服乘客的重力做功，在20秒內(nèi)將一位重600牛的乘客勻速提升15米，
∴做功的功率為P=

W

t

=

Gh

t

=

600N×15m

20s

=450W
答：電梯對(duì)乘客做功的功率為450W．
（3）電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000千克的乘客時(shí)，電梯受到的壓力等于乘客的重力，即
F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N
由圖乙，當(dāng)壓力F=10000N，對(duì)應(yīng)的壓敏電阻阻值R₂=100Ω
∴控制電路中的電流為I=

U

R1+R2

=

6V

100Ω+100Ω

=0.03A=30mA
∵30mA＞20mA
∴此時(shí)電梯超載．
答：若該電梯廂內(nèi)站立總質(zhì)量為1000千克的乘客時(shí)電梯超載．