Question

【题目】图甲是电梯结构的示意图，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21楼，他乘电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3 m.小明重500 N，轿厢重4500 N，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）拉力F的功率为多大____？（g取10 N/kg）

（2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_____？

（3）图乙是该电梯超载报警系统工作原理图，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8 V，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）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02 A时，电铃就会发出警报声.

①由图丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻___________，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；

②若乘客人均重为600 N，该电梯最多可以乘载多少人______？

③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路_____？

Answer 1

【答案】5000W 10％ 越小 13 增大R2或减小电源电压

【解析】

（1）他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：
h=（21-1）×3m=60m，因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：
W总=（G+G轿厢）h=（500N+4500N）×60m=3×105J，
拉力F的功率：

（2）动滑轮A提升小明时做的有用功：
W有=Gh=500N×60m=3×104J，
动滑轮A提升小明的机械效率：

（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电阻越小，由可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声；
②当电流达到0.02A时，电路的总电阻：

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时压力传感器的电阻值：
R1=R-R2=400Ω-100Ω=300Ω，
由图丙可知，此时的最大压力为8000N，
电梯承载的人数=（人），即13人。

③在安全的前提下，只要电流小于0.02A, 电铃就不会发出警报声，此时就可以增大该电梯的载重量；所以可以增大电路的总电阻或者减小电源电压，从而达到减小电路电流的目的，增大该电梯的载重量。