【題目】閱讀短文,回答問題:

觀光電梯

電梯是一種用于多層建筑乘人或載物的運輸工具.電梯的簡易結(jié)構(gòu)如圖甲所示.電梯轎廂和配重分別掛在主電動機的兩側(cè),在電梯半載時,轎廂總重和配重的重力基本相等.滿載上升時,主電動機提供動力,驅(qū)動轎廂.

如圖乙所示,為某商業(yè)大廈安裝的觀光電梯,其相關參數(shù)如上表.為了安全,電梯設置了超載自動報警系統(tǒng),其工作原理如圖丙所示.控制電路的電源電壓U為12V,壓力傳感器的電阻R與所受壓力F的關系圖像如圖丁所示,電磁繼電器阻值可忽略.當電流大于0.2A時,會啟動警報系統(tǒng),同時無論如何按壓電梯控制器,門電動機均不工作.此外,電梯需經(jīng)常保養(yǎng),“運行頻次比ω”是電梯養(yǎng)護的重要指標,ω一般用電梯每天平均待機時間與運行時間之比來表示.

(1)為便于觀光,電梯的外壁采用玻璃材料,主要是因為玻璃有較好的_____性.

該觀光電梯配重的重力約為_____N.(g=10N/kg)

(2)下列有關該電梯的說法中,正確的是_____

A.主電機與鋼絲繩之間的摩擦為有害摩擦

B.超載自動報警系統(tǒng)中電磁鐵的右端為S極

C.電梯滿載上行時,電動機需順時針轉(zhuǎn)動

D.報警電鈴的工作原理是電磁感應

(3)乙圖中,當站在上升的B電梯里的乘客看到A電梯在上升,則可推知A電梯在_____,且速度_____(選填“大于”、“小于”或“等于”)B電梯的速度.

(4)①根據(jù)題意,補全超載自動報警系統(tǒng)中的受控電路_________.(要求導線不相交)

②控制電路中R0=_____Ω.若使用一段時間,電梯未滿載就報警,則說明R0的阻值變_____(選填“大”或“小”).

(5)該商業(yè)大廈每天營業(yè)時間為12h,設電梯均在額定功率下運行.經(jīng)測算,該觀光電梯平均每天耗電72kWh,則該觀光電梯的“運行頻次比”ω=_____

【答案】 透光 7000 C 上升 大于 20 3.8

【解析】(1)乘客在隨電梯豎直上升的過程中,可透過玻璃欣賞到樓外美麗的城市景色,所以為便于觀光,電梯的外壁采用玻璃材料,主要是因為玻璃有較好的透光性,轎廂的重力:G轎廂=mg=500kg×10N/kg=5000N,電梯半載時:G半載=G最大/2=4000N/2=2000N,由題意知,配重的重力:G=G轎廂 +G半載=5000N+2000N=7000N,

(2)主電機與鋼絲繩之間的摩擦使鋼絲繩上升,該摩擦屬于有益摩擦,故A錯誤;超載自動報警系統(tǒng)報警時,電流從電磁鐵的右端導線流入,利用安培定則判斷出電磁鐵的右端為N極,左端為S極,故B錯誤;電梯滿載上行時,鋼絲繩對轎廂由向上的拉力,所以電動機需順時針轉(zhuǎn)動對其產(chǎn)生向上的摩擦力,故C正確;報警電鈴的工作原理是電的磁效應,故D錯誤,故選C。

(3)當站在上升的B電梯里的乘客看到A電梯在上升,此時B電梯里的乘客以自己的電梯為參照物,可推知A電梯在 上升,且速度大于B電梯的速度;

(4)①由題意可知,當電梯超載時,壓力增大,控制電路電阻減小,電磁鐵的磁性增強,將銜鐵吸向左側(cè),動觸點與左側(cè)觸電接觸,電鈴所在的電路接通,電鈴工作,發(fā)出報警聲;當電梯未超載時,壓力較小,控制電路電阻較大,電磁鐵的磁性較弱,在彈簧的作用下,動觸點與右側(cè)觸電接觸,電動機所在的電路接通,電動機工作,電梯正常運行;電路如圖所示:

②當電梯剛好滿載時,即壓力傳感器所受壓力F=G最大=4000N,由圖象可知,壓力傳感器的電阻R=40Ω,由歐姆定律得,電路總電阻:R=U/I=12V/0.2A=60Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電阻特點可知,R0的阻值:R0=R-R=60Ω-40Ω=20Ω,

當電梯未滿載時,壓力傳感器所受壓力變小,由圖象可知,壓力傳感器的電阻變大,由于電梯報警時的電流和電源電壓不變,根據(jù)R=U/I可知,電路總電阻不變,則說明R0的阻值變小;

(5)由P=W/t得,電梯運行消耗的電能:W運行=Pt運行 =25kW×t運行

電梯待機消耗的電能:W待機=P待機t待機 =1kW×t待機

則電梯平均每天消耗的電能:W=W運行+W待機,即:25kW×t運行+1kW×t待機=72kWh---①,t運行+t待機=12h---②

聯(lián)立①②可解得:t運行=2.5h,t待機 =9.5h;

則該觀光電梯的“運行頻次比”:ω=t待機/t運行=9.5h/2.5h=3.8

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