Question

18．如图所示是电梯限载报警器的原理图，图中R₀是最大阻值为100Ω的变阻器，不计导线和电磁铁线圈的电阻，压敏电阻R所受压力大小等于电梯承载的重量，且阻值随所受压力大小的变化如表所示，电源1的电压保持6V不变．

F/（×103N）	…	4.0	5.0	6.0	7.0	8.0	9.0	…
R/Ω	…	120	85	55	35	20	10	…

（1）闭合开关S₁和S₂，电梯承载的重量增加时，压敏电阻的阻值变小，通过线圈的电流变大（均填“大”或“小”）；
（2）当电梯超载时，衔铁会被电磁铁吸下，限载报警器通过铃响报警（填“灯亮”或“铃响”），同时切断电梯升降电路，从而保障运行安全；
（3）现要适当调低电梯的限载重量，应把变阻器R₀的滑片适当向右端移动（填“左”或“右”）；
（4）当线圈中的电流为0.02A时，电源1所连接的电路的总功率是多少？
（5）线圈中的电流达到0.05A时，衔铁会被吸下，求电梯的最大限载重量．

Answer 1

分析 （1）根据表中数据可得出电梯承载重量增加时，压敏电阻的变化，根据欧姆定律可知电流的变化；
（2）结合图中继电器的结构可判断电磁铁吸下衔铁时，报警的是电铃还是灯泡；
（3）调低随载重量，就是让压敏电阻的阻值较大，则变阻器的阻值应相应变小，据此判断滑片的移动方向；
（4）根据公式P=UI可计算电源1所连接电路的总功率；
（5）依据最大电流，利用欧姆定律可求出电路的总电阻，再根据电阻的串联确定压敏电阻的阻值，最后得出电梯的最大限载重量．

解答 解：（1）由表中数据可知，压力越大，压敏电阻的阻值越小，所以闭合开关S₁和S₂，电梯承载的重量增加时，压敏电阻的阻值变小；由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$得，电源电压不变，所以通过线圈的电流变大；
（2）读图可知，当电梯超载时，衔铁会被电磁铁吸下，限载报警器通过铃响报警，同时切断电梯升降电路，从而保障运行安全；
（3）要适当调低电梯的限载重量，就是让压敏电阻的阻值较大，则最大电流不变，则变阻器的阻值应相应变小，所以应把变阻器R₀的滑片适当向右端移动；
（4）当线圈中的电流为0.02A时，电源1所连接的电路的总功率是：P=UI=6V×0.02A=0.12W．
（5）由欧姆定律I=$\frac{U}{R}$可得，线圈中的电流达到0.05A时，电路中的总电阻：R=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.05A}$=120Ω；
根据串联电阻的规律可知，压敏电阻的阻值：R′=R-R₀=120Ω-100Ω=20Ω．
根据表格中数据可知，当压敏电阻的阻值为20Ω时，电梯的最大限载重量为8.0×10³N．
故答案为：（1）小；大；（2）铃响；（3）右；
（4）当线圈中的电流为0.02A时，电源1所连接的电路的总功率是0.12W；
（5）电梯的最大限载重量为8.0×10³N．

点评 本题通过一个电梯限载报警器的原理考查了欧姆定律的应用，电功率公式的应用，电磁继电器的工作原理等，综合性强，有一定难度．