题目内容
【题目】小明乘电梯时,发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究,并设计了以下探究实验,如图甲所示。电源电压恒定不变,R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到力的大小,压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图乙所示:
(1)图片中R0的作用是_____。
(2)分析图乙I﹣F图象可知:压敏电阻Rx受到的压力增大时,通过它的电流也增大,Rx的阻值_____(选填“变大”“变小”或“不变”);当压力增大到一定程度时,触电K与_____接触,电铃响,实现自动报警。
(3)某电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示,空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,当压力F2=1×104N时,电梯报警,则此电梯限载_____人:(设每人质量约为50kg)
(4)下列与此实验研究方法相同的是_____。
A.探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,控制导体电阻不变
B.用光线描述光的传播路径
C.用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱
D.2个5Ω的电阻串联,相当于1个10Ω的电阻
【答案】保护电路 变小 B 12 C
【解析】
(1)根据串联电路的分压作用分析解答;
(2)在控制电路中,当压敏电阻Rx受到的压力F增大时,其阻值减小,根据欧姆定律可知电路中电流的变化,再根据电磁铁中电流增大时磁性增强判断此时电磁铁的磁性的变化;超载自动报警系统实质就是电磁继电器的应用,电梯超载时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃工作电路接通。
(3)根据图丙知空载时和超载时的压力,算出人的总重力,根据G=mg算出一个人的重力,根据算出人数。
(4)此题中压力的大小通过电路中电流的大小表现出来,用到了转换法,分析选项即可解答。
解:(1)由图乙知压敏电阻的电流随受到压力大小的增大而增大,给电路串联电阻R0起到分压作用,保护电路;
(2)在控制电路中,当压敏电阻Rx受到的压力F增大时,其阻值减小,电路中的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电流增大时电磁铁的磁性增强;
当压力增大到一定程度时,即电梯超载时,压敏电阻Rx受到的压力F增大时,其阻值减小,控制电路中的电流增大,从而使电磁铁的磁性增强,磁性达到一定程度时,衔铁被电磁铁吸住,触点K与触点B接触,电铃报警,电梯不工作。
(3)由图丙知:空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力,大小为F1=4×103N时,当压力F2=1×104N时超载,电梯报警,
故电梯中人的重力为:G人=F2﹣F1=1×104N﹣4×103N=6×103N,
一个人的重力:G1=mg=50kg×10N/kg=500N,
电梯限载的人数:;
(4)此题中压力的大小通过电路中电流的大小表现出来,用到了转换法;
A.探究通过导体的电流与导体两端电压关系时,控制导体电阻不变,用到了控制变量法,故A不符合题意;
B.用光线描述光的传播路径,用到了模型法,故B不符合题意;
C.用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱,用到了转换法,故C符合题意;
D.2个5Ω的电阻串联,相当于1个10Ω的电阻,用到了等效替代法,故D不符合题意。
故选C。
故答案为:(1)保护电路;(2)变小;B;(3)12;(4)C。