Question

【題目】閱讀短文，回答問題：如圖所示，是某一款能自動(dòng)清掃的智能掃地機(jī)器人。機(jī)器人通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒；前端裝有感應(yīng)器，通過發(fā)射、接收超聲波來偵測(cè)障礙物。當(dāng)剩余電量減為電池容量的20%時(shí)，機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電。表一為掃地機(jī)器人的部分參數(shù)。電池容量指放電電流與放電總時(shí)間的乘積。表一：

機(jī)器人中吸塵電機(jī)的吸入功率是衡量其優(yōu)劣的重要參數(shù)，測(cè)得吸塵電機(jī)的吸入功率與真空度、風(fēng)量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表二。真空度指主機(jī)內(nèi)部氣壓與外界的氣壓差。風(fēng)量指單位時(shí)間內(nèi)通過吸塵電機(jī)排出的空氣體積。吸塵電機(jī)吸入功率與輸入功率的比值叫做效率。

表二：

（1）若該機(jī)器人靜止時(shí)，向障礙物垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過0.001s收到回波，則其發(fā)射超聲波時(shí)與障礙物間的距離為多少厘米？（設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）

（2）求該機(jī)器人正常工作時(shí)的電流為多少安？充滿電后至下一次自動(dòng)充電前能夠連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間為多少小時(shí)？

（3）由表二數(shù)據(jù)可知，當(dāng)風(fēng)量為0.02m3/s時(shí)，若吸塵電機(jī)的輸入功率為30W，求此時(shí)其效率為多少？在上述風(fēng)量下，10min內(nèi)通過吸塵電機(jī)輸出的空氣質(zhì)量為多少千克？（已知ρ空氣=1.3kg/m3）

Answer 1

【答案】（1）17厘米；（2）2.5A； 0.96小時(shí)；（3）30%； 15.6千克。

【解析】(1)由v＝得，超聲波從發(fā)射到收到回波所通過的總路程：s＝vt＝340m/s×0.001s＝0.34m，則其發(fā)射超聲波時(shí)與障礙物間的距離：s′＝s2＝0.34m2＝0.17m＝17cm；(2)由P＝IU得,機(jī)器人正常工作時(shí)的電流：I＝＝2.5A；充滿電后的電池容量Q1＝3000mAh，下一次自動(dòng)充電前的電池容量Q2＝ηQ1＝20%×3000mAh＝600mAh，消耗的電池容量Q＝Q1Q2＝3000mAh600mAh＝2400mAh，正常工作時(shí)的電流I＝2.5A＝2500mA，由I＝得,連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間：t＝＝0.96h；(3)由表格中數(shù)據(jù)可知，吸入功率等于真空度與風(fēng)量的乘積，當(dāng)風(fēng)量為0.02m3/s時(shí)，吸塵電機(jī)吸入功率：P吸入＝450Pa×0.02m3/s＝9W，此時(shí)其效率：η電機(jī)＝×100%＝×100%＝30%；當(dāng)風(fēng)量為0.02m3/s時(shí)，t＝10min＝600s，則通過吸塵電機(jī)提出的空氣體積：V＝0.02m3/s×600s＝12m3，由ρ＝得,通過吸塵電機(jī)提出的空氣質(zhì)量：m＝ρ空氣V＝1.3kg/m3×12m3＝15.6kg.