（1）堆码层数达到了极限4层时，再由公式p?F即可求出压强； S（2）分别求出堆放每个包装箱时的高度，然后利用W=Gh可求得工人师傅对每个包装箱所做的功，然后求出总功，再利用P?W计算克服包装箱重力做功的功率； t（3）根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量；

Q吸（4）根据加热时间和热水器的加热功率可求得消耗的电能W电，再利用??求得加热效率。

W电【详解】（1）4个包装箱对地面的压力为：F=4G=4?mg?4?18kg?10N/kg?720N 60cm=0.6m2 包装箱与水平地面的接触面积为：S=100cm×包装箱对水平地面的压强为：p?

10N/kg=180N， （2）每个包装箱的重力：G=mg=18kg×已知包装箱平放时的高度为50cm=0.5m，

将第2个包装箱放在第1个包装箱上面，其上升的高度为h1=0.5m， 0.5m=90J， 克服重力做功：W1=Gh1=180N×

0.5m=1m， 将第3个包装箱放在第2个包装箱上面，其上升的高度为h2=2×1m=180J， 克服重力做功：W2=Gh2=180N×

0.5m=1.5m， 将第4个包装箱放在第3个包装箱上面，其上升的高度为h3=3×1.5m=270J， 克服重力做功：W3=Gh3=180N×

工人师傅对包装箱所做的总功：W总=W1+W2+W3=90J+180J+270J=540J， 做功的功率：P?（3）由??F720N??1200Pa S0.6m2W总540J??36W t15sm10-3kg/ m3×50×10-3m3=50kg； 可得，水的质量m=ρV=1.0×

VW得，此过程中消耗的电能：t103J/（kg?℃）×50kg×106J； 水吸收的热量：Q吸=c水m水△t=4.2×（35℃-15℃）=4.2×（4）电热水器中的水从15℃升高到35℃用了40min，由P?W电=Pt?2000W?4044h?kW?h??3.6?106J?4.8?106J 6033Q吸4.2?106J???100%?87.5% 加热效率：??W电4.8?106J【点睛】本题是有关力和热的综合计算题目，主要考查了压强、重力、热量的计算及热效率的有关问题，考查全面，只要能够理解题意，难度不大。

21.图甲是电梯结构的示意图，它主要是由轿厢、滑轮、配重、缆绳及电动机等部件组成，小明家住21楼，他乘电梯从1楼匀速上升到21楼用时60s，已知每层楼的高度为3m。小明重500N，轿厢重4500N，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，针对此时程，解答下列问题。

（1）拉力F的功率为多大_____？（g＝10N/kg） （2）动滑轮A提升小明的机械效率为多少_____？

（3）图乙是该电梯超载报警系统工作原理图，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，即使闭合开关S，电动机也不工作。在控制电路中，已知电源电压为8V，保护电阻R2=100Ω，电阻式压力传感器R1的阻值随乘客压力（F压）大小变化如图丙所示，电磁铁线圈的阻值忽略不计，当电磁铁线圈电流超过0.02A时，电铃就会发出警报声。

①由图18丙可知，电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，电阻______，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声。

②若乘客人均重为600N，该电梯最多可以乘载多少人____？

③在安全的前提下，如果想增大该电梯的载重量，可以怎样改变控制电路？___________。 【答案】 (1). 5000W (2). 10％ (3). 越小 (4). 13 (5). 增大R2或减小电源电压 【解析】 【分析】

（1）乘电梯从1楼匀速升到21楼时上升的高度为20层楼的高度，动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略

不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，根据W=Gh求出拉力F做的总功，根据P?F的功率；

（2）克服小明重力做的功为有用功，根据W=Gh求出其大小，利用??明的机械效率；

W求出拉力tW有W总?100%求出动滑轮A提升小

（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知其阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化；

②当电流达到0.02A时，根据欧姆定律求出电路的总电阻，利用电阻的串联求出此时压力传感器的电阻值，由图丙可知此时的最大压力，然后得出电梯承载的人数。

③在安全的前提下，只要电流小于0.02A, 电铃就不会发出警报声，此时就可以增大该电梯的载重量； 【详解】（1）他乘电梯从1楼匀速升到21楼时，上升的高度：

h=（21-1）×3m=60m，因动滑轮和细绳的重力以及摩擦力均忽略不计，克服小明重力和轿厢重力做的功为总功，所以，拉力F做的总功：

W总=（G+G轿厢）h=（500N+4500N）×60m=3×105J，

W3?105J拉力F的功率：P?==5000W

t60s（2）动滑轮A提升小明时做的有用功： W有=Gh=500N×60m=3×104J，

W有3?104J?100%=?100%=10% 动滑轮A提升小明的机械效率：??W总3?105J（3）①电梯承载的人越多，电阻式压力传感器R1受到的压力越大，由丙图可知，电阻越小，电路中的总电

U可知，电路中电流越大，当电流达到0.02A时，衔铁被吸下，电铃发出警报声； RU8V??400? ②当电流达到0.02A时，电路的总电阻：R?I0.02A阻越小，由I?因串联电路中总电阻等于各分电阻之和， 所以，此时压力传感器的电阻值： R1=R-R2=400Ω-100Ω=300Ω，

由图丙可知，此时的最大压力为8000N， 电梯承载的人数=

8000N?13.3人即13人。

600N③在安全的前提下，只要电流小于0.02A, 电铃就不会发出警报声，此时就可以增大该电梯的载重量；所以可以增大电路的总电阻或者减小电源电压，从而达到减小电路电流的目的，增大该电梯的载重量。 【点睛】本题考查了做功公式和功率公式、机械效率公式、欧姆定律以及串联电路特点的应用，明确有用功和总功以及从图象中获取有用的信息是关键。