某小区的自来水是通过一只压力罐提供的，如图为压力罐及其配套设备的示意图．当电动机带动水泵向罐内送水时，封闭在罐内的空气压强增大，罐内气压增大到某一值时，电接点压力表（

Question

某小区的自来水是通过一只压力罐提供的，如图为压力罐及其配套设备的示意图．当电动机带动水泵向罐内送水时，封闭在罐内的空气压强增大，罐内气压增大到某一值时，电接点压力表（压力传感器）将电路自动断开，水泵停止向罐内送水．用户用水使罐内水位下降，罐内气压降低到一定值时，电接点压力表将电动机电路接通，水泵向罐内再次送水，罐内气压上升到规定值时自动断电停止向罐内送水．请回答以下问题（g取1ON/kg）：

（1）压力罐内的气体压强与体积的关系是___．
（2）如果每天需把200m³的水平均送上10m的高度，需对水做功___J．如果带动水泵的电动机的功率为2kW，电动机和水泵总的效率为75%，则电动机每天必须通电工作___S，工作时通过线圈的电流约___A．
（3）用笔画线代替导线，按照题意将图中所给的元器件连接起来，组成电动机的工作电路及控制电路．

Answer 1

（1）由于压力罐内的气体是密闭的，由于在温度不变时，一定质量的气体，气体体积越小，压强越大；所以压力罐内的气体压强与体积的关系是气体体积越小，压强越大；
（2）由ρ=(m)/(v)可知水的质量；m=ρV=1.0×10³kg/m³×200m³=2×10⁵kg；
则水的重力：G=mg=2×10⁵kg×10N/kg=2×10⁶N，
则对水的做功为：W_有用=Gh=2×10⁶N×10m=2×10⁷J，
由η=(W有用)/(W总)可知电动机所做的功为：
W_总=(W有用)/(η)=(2×107J)/(75%)≈2.7×10⁷J；
由P=(W)/(t)得抽水的时间：
t=(W总)/(P)=(2.7×107J)/(2000W)=1.35×10⁴s；
由P=UI可知电动机的电流I=(P)/(U)=(2000W)/(220V)≈9.1A．
（3）将电动机和下触点串联组成工作电路，将压力传感器和电磁铁串联组成控制电路；电路如图丙所示；

故答案为：（1）一定质量的气体，气体体积越小，压强越大；（2）2×10⁷；1.35×10⁴；9.1；（3）如上图．