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(2017·江陰模擬)
如圖甲所示為一款能自動(dòng)清掃地面的掃地機(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;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(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).電池容量指放電電流與放電總時(shí)間的乘積.
表一:
額定工作電壓 | 12V | 額定功率 | 30W |
電池容量 | 2500mAh | 工作噪音 | <50dB |
凈重 | 4kg | 最大集塵量 | 1kg |
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 | 9 | 8.5 | | 7.8 |
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(1)
機(jī)器人工作時(shí),主機(jī)內(nèi)部的氣壓(選填“大于”、“小于”或“等于”)大氣壓而產(chǎn)生吸力.若該機(jī)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(shí)與障礙物間的距離為 cm.(設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s)
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(2)
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 min.
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(3)
由表二數(shù)據(jù)可知,當(dāng)風(fēng)量為0.015m3/s時(shí),吸塵電機(jī)吸入功率為 W,若吸塵電機(jī)的輸入功率為25W,此時(shí)其效率為 %.
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(4)
光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件.圖乙為某機(jī)器人中吸塵電機(jī)內(nèi)部的光敏電阻的控制電路,兩端總電壓U0恒定(U0<12V),RG為光敏電阻,其阻值隨空氣透光程度的變化而變化,R0為定值電阻.當(dāng)光敏電阻分別為6Ω和18Ω時(shí),電壓表的示數(shù)分別為4.5V和2.25V,則R0=Ω.
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(5)
若機(jī)器人1秒鐘消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功.已知集塵盒空置時(shí),機(jī)器人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力為16N,查閱資料顯示摩擦力與壓力成正比,則達(dá)到最大集塵量時(shí)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度為多少?(寫出必要計(jì)算步驟)
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