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智能掃地機(jī)器人
智能掃地機(jī)器人是一款能自動(dòng)清掃的家用電器,如圖甲所示.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;其防滑輪上印有凸凹不平的花紋;底部安裝有塑料刷,用于清掃吸附在地板或地毯上的灰塵及輕小物體;前端裝有感應(yīng)器,通過發(fā)射、接收超聲波或紅外線來偵測(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.表一為某掃地機(jī)器人的部分參數(shù).
表一:
額定工作電壓 | 12V | 額定工作電流 | 2.5A |
電池容量 | 2000mAh | 行進(jìn)速度 | 0.3m/s |
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)得某吸塵電機(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:
真空度/Pa | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 |
風(fēng)量/(m3/s) | 0.025 | 0.02 | 0.017 | 0.015 | 0.013 |
吸入功率/W | 10.00 | 9.00 | 8.50 | 8.25 | 7.80 |
(1)下列說法中錯(cuò)誤的是B.
A.機(jī)器人通過電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流,以此來減小主機(jī)內(nèi)部的氣壓而產(chǎn)生吸力.
B.在地毯纖維內(nèi)摻雜金屬絲,會(huì)增加機(jī)器人對(duì)灰塵及輕小物體的清掃難度
C.防滑輪上印有凸凹不平的花紋,是為了增大機(jī)器人與地面間的摩擦
D.當(dāng)遇到黑色真皮沙發(fā)等深色障礙物時(shí),使用超聲波感應(yīng)器效果較好
(2)若該機(jī)器人向障礙物垂直發(fā)射超聲波,經(jīng)過0.02s收到回波,則其發(fā)射超聲波時(shí)與障礙物間的距離約為3.4m(此空答案保留一位小數(shù));在這段時(shí)間內(nèi)機(jī)器人向前行進(jìn)的距離為0.006m.
(3)電池容量“2000mAh”是指當(dāng)工作電流為2000mA,能持續(xù)供電1h.該機(jī)器人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0.64h.假設(shè)返回充電過程中受到的阻力為36N,剩余電池容量支持正常工作所能做的電功的20%用于克服阻力做功,為確保機(jī)器人能順利返回充電,需要充電時(shí)離充電座最遠(yuǎn)為96 m.
(4)由表二數(shù)據(jù)可知,當(dāng)風(fēng)量為0.015m
3/s時(shí),若吸塵電機(jī)的輸入功率為25W,此時(shí)其效率為33%;上述風(fēng)量下,5min內(nèi)通過吸塵電機(jī)提出的空氣質(zhì)量為5.85kg.(ρ
空氣=1.3kg/m
3)
(5)光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件,圖乙為光敏電阻的控制電路,電源電壓U恒定,空氣中的灰塵濃度會(huì)影響空氣透光程度,R
G為光敏電阻,其阻值隨光照射的強(qiáng)弱而改變.“光強(qiáng)”表示光的強(qiáng)弱程度的物理量,照射光越強(qiáng),光強(qiáng)越大,光強(qiáng)符號(hào)用E表示,國(guó)際單位為坎德拉(cd).實(shí)驗(yàn)測(cè)得光敏電阻的阻值R
G與光強(qiáng)E間的關(guān)系如圖丙所示,R
0為定值電阻.當(dāng)光照強(qiáng)度為4.5cd時(shí),電流表的讀數(shù)為0.5A;當(dāng)光照強(qiáng)度為1.5cd時(shí),電流表的讀數(shù)為0.3A,則R
0=8Ω.為監(jiān)測(cè)空氣的透光程度,現(xiàn)將電流表表盤的電流I刻度值轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的總阻值(R
0+R
G ),則轉(zhuǎn)化后表盤上從左到右相鄰兩刻度線對(duì)應(yīng)總阻值的差值將逐漸減小,原因是電流表的示數(shù)I與總阻值(R
0+R
G)成反比.