7.图丙为某一商场里的自动扶梯,有乘客时运行较快,无乘客时运行较慢,为避免较小儿童(体重小于30 kg)独自上梯时电梯加快运行,触发其加快运行的乘员质量至少为30 kg。其简易电路设计如图甲所示,限流电阻的阻值为$R_1$,力敏电阻(安装在电梯踏板,所受压力大小为乘员重力)的阻值$R_2$随压力在0～800 N的变化范围内成线性变化,如图乙所示,电阻箱的阻值为$R_3$,g取10 N/kg。

(1)力敏电阻是一种(选填“导体”“绝缘体”“超导体”或“半导体”)传感器,开关S闭合时,电磁铁上方为(选填“N”或“S”)极。
(2)电梯的电动机运行时将电能转化为;图丙中标有该商场自动扶梯的部分几何尺寸,已知扶梯较慢时以0.5 m/s的速度匀速上行,较快时以2倍的速度匀速上行,质量为50 kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,则扶梯对他做功的功率是W。
(3)已知控制电路电源电压为12 V,电磁继电器的衔铁吸合电流为20 mA,线圈电阻$R_0=20\ \Omega$,为使大于30 kg的乘员站上电梯时加快运行,则电阻箱阻值应设置为Ω。经调查发现,30 kg的触发值设置仍然不够安全,若想调高触发质量,则应该将电阻箱$R_3$的阻值(选填“调大”“调小”或“保持不变”)。

7. (1)半导体 S
(2)机械能 300
(3)552 调大

【分析】
本题分三个小问逐步分析：
(1) 力敏电阻是利用半导体材料特性工作的传感器；判断电磁铁极性时，根据控制电路的电流方向，用安培定则确定磁极。
(2) 电动机工作时能量转化为电能到机械能；计算功率需先求小明重力，结合扶梯几何尺寸算长度，再由速度得时间，通过功和功率公式计算。
(3) 先算30kg乘员的压力，从图乙得对应R₂阻值；利用欧姆定律算出控制电路总电阻，结合线圈电阻求R₃；调高触发质量需更大压力，对应R₂更小，据此调整R₃。
【解析】
(1) 力敏电阻由半导体材料制成，属于半导体传感器；控制电路中电流从电磁铁上端流入，根据安培定则，右手握住电磁铁，四指沿电流方向，大拇指指向下方，故电磁铁上方为S极。
(2) 电动机运行时将电能转化为机械能；小明的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N，扶梯斜面长度s=√(4²+3²)=5m，较快速度v=2×0.5m/s=1m/s，上行时间t=s/v=5m/1m/s=5s，扶梯对他做功W=Gh=500N×3m=1500J，功率P=W/t=1500J/5s=300W。
(3) 30kg乘员的压力F=mg=30kg×10N/kg=300N，由图乙得R₂与F线性关系：R₂=40Ω - (40Ω-8Ω)/800N ×F=40Ω -0.04Ω/N ×F，代入F=300N得R₂=28Ω；控制电路总电阻R总=U/I=12V/0.02A=600Ω，由R总=R₀+R₂+R₃，得R₃=600Ω-20Ω-28Ω=552Ω；调高触发质量需更大压力才吸合，此时R₂更小，总电阻需保持600Ω，故R₃应调大。
【答案】
(1) 半导体；S
(2) 机械能；300
(3) 552；调大
【知识点】
半导体、安培定则、电功率计算
【点评】
本题结合电磁继电器、力敏电阻及力学电学知识，考查综合分析能力，需理清电路原理并结合图像计算，难度适中。
【难度系数】
0.5