Question

（2012?北海）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(shè)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(guī)律如圖3所示，當控制電路中的電流達到0.06A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(shè)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500kg，帶動電梯升降的電動機上標有“220V、10kW”的字樣．當電梯載重500kg時，中途勻速運行10s內(nèi)上升了10m，則此過程電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少？

Answer 1

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(jù)R=

U

I

就可以求出R的電阻值，根據(jù)電阻值從圖3中就會找出相對應(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算出機械能的大小，根據(jù)電梯的功率和時間計算出消耗電能的大小，據(jù)η=

W機械

W電

×100%計算出電梯電動機的效率．

解答：解：（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．
（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0.06A時，此時電阻R=

U

I

=

6V

0.06A

=100Ω；
由圖3當電阻R=100Ω時，對應(yīng)的壓力F=10000N，即電梯的最大載重10000N．
（3）電梯自重500kg，當電梯載重500kg時，中途勻速運行10s內(nèi)上升了10m，需要的機械能：
W_機械=G_總h=m_總gh=（500kg+500kg）×9.8N/kg×10m=9.8×10⁴J
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(jù)η=

W機械

W電

×100%=

9.8×104J

1×105J

×100%=98%．
答：（1）動觸點K與B觸點接觸時電鈴報警；
（2）報警電鈴響起，此時R的大小為100Ω，這部電梯設(shè)計的最大載重是10000N；
（3）電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是98%．

點評：（1）超載自動報警系統(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；
（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，同時還考查了歐姆定律的應(yīng)用．