Question

小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警，于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图（甲）所示，电源电压恒定不变，R₀为定值电阻，用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻的电流与受到压力大小的关系如图（乙）所示。

     

(1)图（甲）中R₀的作用是_____________________ ；

(2)分析图（乙）I－F图像可知：压敏电阻R_x受到的压力增大时，通过它的电流________________，R_x的阻值________（均选填“变大”“变小”或“不变”），当压力增大到一定程度时，触点K与_________接触，电铃响，实现自动报警；

(3)某电梯超载报警的R_x－F图像如图（丙）所示，空载时电梯厢对R_x的压力F₁等于电梯厢的重力，当压力F₂＝1×10⁴ N时，电梯报警，则此电梯限载___________人；（假设每人质量约为50 kg，g＝10 N/kg）

(4)下列与此实验研究方法相同的是______________。

A.探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，控制导体电阻不变    

B.用光线描述光的传播路径

C.用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱   

D.2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻

Answer

保护电路 变大 变小 B 12 C

【解析】

(1)[1]由图甲可知，压敏电阻Rx和电阻R0串联，电阻R0起到分压作用，保护电路。

(2)[2]由图乙可知，通过压敏电阻中的电流随受到压力大小的增大而增大。

[3][4]在控制电路中，当压敏电阻Rx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I=可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；当压力增大到一定程度时，即电梯超载时，控制电路中的电流较大，电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电梯不工作。

(3)[5]由图丙可知，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，大小为

F1=4×103N

时，当压力

F2=1×104N

时超载，电梯报警，故电梯中人的重力为

G人=F2-F1=1×104N-4×103N=6×103N

一个人的重力

G1=mg=50kg×10N/kg=500N

电梯限载的人数

n==12

(4)[6]此题中压力的大小通过电路中电流的大小表现出来，用到了转换法。

A．探究通过导体的电流与导体两端电压关系时，控制导体电阻不变，用到了控制变量法，故A不符合题意；

B．用光线描述光的传播路径，用到了模型法，故B不符合题意；

C．用电磁铁吸引大头针的多少表示它的磁性强弱，用到了转换法，故C符合题意；

D．2个5Ω的电阻串联，相当于1个10Ω的电阻，用到了等效替代法，故D不符合题意。

故选C。