Question

【题目】电梯为居民出入带来很大的便利，小明家住16楼，放学后，乘电梯回家：

小明查阅资料，了解到出于安全考虑，电梯都设置超载自动报警系统，其工作原理如图甲所示，电路由工作电路和控制电路组成：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，闭合开关S，电动机不工作。在控制电路中，已知电源电压U＝6V，保护电阻R1＝100Ω，电阻式压力传感器（压敏电阻）R2的阻值随压力F大小变化如图乙所示，电梯底架自重和电磁铁线圈的阻值都忽略不计。

（1）在图中的控制电路中，电磁铁上端为其磁场的______极，当压敏电阻R2受到的压力F增大时，电磁铁的磁性_____（填“增强”、“减弱”或“不变”）。

（2）若电磁铁线圈电流达到20mA时，衔铁刚好被吸住，电铃发出警报声。当该电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，试通过计算说明电梯是否超载？（g取10N/kg）

（3）若电铃发出警报声条件如（2），需要减小最大载客量，可采取什么措施？

Answer 1

【答案】 N 增强

（2）30mA 超载

(3)减小R1或增大电源电压

【解析】（1）观察电路可知，电磁铁中电流的方向从下向上，用右手握住螺线管，让电流方向与弯曲的四肢方向保持一致，大拇指所指的一端为电磁铁的N级，所以电磁铁上端为N极（或北极）；在控制电路中，当压敏电阻R2 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；

（2）电梯厢内站立总质量为1000kg的乘客时，电梯受到的压力等于乘客的重力，即F=G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，由图乙，当压力F=10000N，对应的压敏电阻阻值R2 =100Ω因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以控制电路中的电流：I=U/R1+R2=6V/100Ω+100Ω=0.03A=30mA，因为30mA＞20mA，所以此时电梯超载；

（3）由于电磁铁线圈电流达到20mA时，电铃发出警报声，减小最大载客量则R2的阻值变大，为了使电路中的电流提前达到20mA，所以根据I=U/R1+R2可知应减小R1 或增大电源电压。