Question

【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．電梯的簡易結構如圖甲所示．電梯轎廂和配重分別掛在主電動機的兩側，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，驅動轎廂．

如圖乙所示，為某商業大廈安裝的觀光電梯，其相關參數如上表．為了安全，電梯設置了超載自動報警系統，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，同時無論如何按壓電梯控制器，門電動機均不工作．此外，電梯需經常保養，“運行頻次比ω”是電梯養護的重要指標，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根據題意，補全超載自動報警系統中的受控電路_________．（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）該商業大廈每天營業時間為12h，設電梯均在額定功率下運行．經測算，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=_____．

Answer 1

【答案】 透光 7000 C 上升 大于 20 小 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配=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動對其產生向上的摩擦力，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，動觸點與左側觸電接觸，電鈴所在的電路接通，電鈴工作，發出報警聲；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總=U/I=12V/0.2A=60Ω，根據串聯電路電阻特點可知，R0的阻值：R0=R總-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R總=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=P額t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