Question

【题目】如1图是某小区高层住宅电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住该小区某栋楼的16楼，他乘电梯从1楼匀速升到16楼用时50s，已知1楼到16楼的高度为45m，小明重600N，轿厢重5400N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此过程，解答下列问题。

(1)电动机的工作原理与下列用电器的工作原理相同的是（_________________）

A.电磁起重机 B.扬声器 C.动圈式话筒 D.电铃

(2)配重的作用是_________(从下列选项中选填，可多选，只填序号)

①减小电动机的功率　②延长缆绳的使用寿命　③增大电动机轮与缆绳之间的摩擦力

(3)小明一人搭乘电梯时，拉力F的功率是_________W；动滑轮A提升小明的机械效率为_________。

(4)2图是该电梯超载自动报警系统工作原理的示意图，在工作电路中，当电梯没有超载时，触点K与触点A接触，闭合开关S，电动机正常工作，当电梯超载时，触点K与触点B接触，电铃发出报警铃声，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压为6V，保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力F压的大小变化如3图所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声，若乘客人均重为700N，该电梯最多可以乘载_________位乘客。

Answer 1

【答案】B ①② 5400 10% 12

【解析】

(1)[1]电动机是利用通电导体在磁场中受力而转动的原理制成的

A．通电后的电磁起重机能够吸引铁钉，说明电流的周围存在磁场，A不符合题意；

B．扬声器是磁场中的线圈在通入交变电流时受力而发生振动的，即通电导体在磁场中受到力的作用，和电动机的原理一样， B符合题意；

C．人对着话筒说话时,膜片带动线圈在磁场中做切割磁感线运动而产生感应电流，这是一种电磁感应现象，C不符合题意；

D．电铃是利用电磁继电器工作的，是利用电流的磁效应来工作的，D不符合题意。

(2)[2]配重是一种平衡体，其质量应选择大约跟电梯厢(包括平均搭载的乘客)的质量相等。这样，当开动电动机时，它只需要供给提升多搭载的乘客上升或少搭载的乘客下降的动力，，其余的重力由配重来平衡，因此可以减小电动机的功率，延长缆绳的使用寿命；

(3)[3]由题意可知

F===3000N

轿厢上升的高度

h=15×3m=45m

拉力移动的距离

s=2h=2×45m=90m

拉力所做的功

W总=Fs=3000N×90m=2.7×105J

拉力的功率为

P=5400W

(3)[4]滑轮提升小明所做的有用功

W有=Gh=600N×45m=2.7×104J

动滑轮A提升小明的机械效率

×100%=×100%=10%

(4)[5]有欧姆定律解得电路中的总电阻

RΩ

此时压力传感器的电阻值为

R1=R-R2=300Ω-100Ω=200Ω

根据图像可知此时压力最大为9000N，电梯承载的人数

n=≈12.9

取12人。