Question

6．閱讀短文，回答問題：
掃地機器人
掃地機器人是一款能自動清掃的智能家用電器，如圖所示．機器人通過電動機旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒，其防滑輪皮采用凸凹材質(zhì)制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板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障礙物．充電座兩側(cè)有二個像海豚和蝙蝠一樣導(dǎo)航的信號發(fā)射和接收裝置，當剩余電量減為電池容量的20%時，機器人在充電座的引導(dǎo)下會主動尋找充電器充電．表一為某掃地機器人的部分參數(shù)．電池容量指放電電流與放電總時間的乘積．

額定工作電壓	12V	額定功率	30W
電池容量	2500mAh	工作噪音	＜50dB

（1）機器人工作時，主機內(nèi)部的氣壓小于（選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產(chǎn)生吸力．若該機器人向障礙物垂直發(fā)射超聲波，經(jīng)過0.001s收到回波，則其發(fā)射超聲波時與障礙物間的距離約為17cm．（設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）
（2）采用凸凹材質(zhì)的輪皮，可增大機器人與地面間的摩擦，機器人返回自動充電是依據(jù)超聲波（選填“紅外線”或“超聲波）導(dǎo)航的．
（3）該機器人正常工作時的電流為2.5A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續(xù)正常工作的最長時間為0.8h．

Answer 1

分析 （1）由流體壓強與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強越��；先根據(jù)s_總=vt算出總路程，利用s=$\frac{{s}_{總}}{2}$即可求出發(fā)射超聲波時與障礙物間的距離；
（2）摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，機器人返回自動充電是依據(jù)超聲波導(dǎo)航；
（3）知道額定電壓和額定功率，根據(jù)I=$\frac{P}{U}$求出機器人正常工作時的電流；利用公式I=$\frac{Q}{t}$的變形公式，可求出持續(xù)工作的時間；
先計算電源用來克服阻力提供的能量，由克服阻力做的功，求出可以行駛的距離．

解答 解：（1）由流體壓強與流速的關(guān)系：流速越大的位置壓強越小可知，機器人在工作時，由于轉(zhuǎn)動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，
在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，故主機內(nèi)部的氣壓小于大氣壓而產(chǎn)生吸力．
由v=$\frac{s}{t}$得，超聲波從發(fā)射到收到回波所通過的總路程：
s_總=vt=340m/s×0.001s=0.34m，
則其發(fā)射超聲波時與障礙物間的距離：
s=$\frac{{s}_{總}}{2}$=$\frac{0.34m}{2}$=0.17m=17cm；
（2）摩擦力與接觸面粗糙程度有關(guān)，采用凸凹材質(zhì)的輪皮，可增大機器人與地面間的摩擦；機器人返回自動充電是依據(jù)超聲波導(dǎo)航；
根據(jù)P=UI得：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{30W}{12V}$=2..5A=2500mA；
由I=$\frac{Q}{t}$得：
t=$\frac{Q}{I}$=$\frac{2500mAh}{2500mA}$=1h；
電池的容量為W=UIt=20V×3A×3600s=2.16×10⁵J，
故答案為：（1）小于；17；（2）摩擦；超聲波；（3）1．

點評 本題涉及到力學(xué)、聲學(xué)、電學(xué)等物理知識較多，跨度大，綜合性很強，有一定的難度，需要仔細分析判斷，學(xué)生要熟練掌握電功率公式、電流的定義式、效率公式的綜合應(yīng)用，理解電池容量的含義和效率公式的應(yīng)用是關(guān)鍵．