某工廠車間的一臺機器在工作時會排放一定量的廢水和廢氣，需要安裝排氣裝置，以保證空氣中廢氣含量不超標。小園設(shè)計如圖甲所示電路來實現(xiàn)以下功能：機器不工作時，小功率排氣扇工作；機器工作一段時間后，大功率排氣扇工作。OA是一根可以繞O點轉(zhuǎn)動且足夠長的輕質(zhì)杠桿，B處通過細桿b與力敏電阻R_x連接，A處通過細桿a與物體M連接，物體M重3N，OB：OA=1：2。銜鐵可以繞D點轉(zhuǎn)動，廢水較少時，銜鐵受彈簧的支撐作用，其右觸點恰好與觸點T₁接觸，小功率排氣扇M₁（220V，60W）工作；當R_x受壓力為12N時，電磁鐵恰好吸引銜鐵，使右觸點與觸點T₂接觸，大功率排氣扇M₂（220V，120W）工作。機器運行時，產(chǎn)生的廢水以0.1kg/min的速度排入廢水箱，物體M受到的浮力（F_浮）與廢水質(zhì)量（m）關(guān)系如圖乙所示。（圖中部分固定裝置未畫出）

（1）當電動機工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為

機械

機械

能；
（2）大功率風(fēng)扇工作1min消耗電能

7200

7200

J；
（3）物體M的密度為

0.24×10³

0.24×10³

kg/m³（廢水的密度為1.2×10³kg/m³）；
（4）假設(shè)廢水箱中無水，裝置將在工作

6

6

min后啟動大功率排風(fēng)扇。若想實現(xiàn)裝置工作4min后大功率排氣扇啟動，則在其他條件不變的情況下，已知OA=1m。求細桿a的位置向左移動的水平距離（寫出必要的文字說明，表達式及最后結(jié)果）。