Question

【題目】圖甲為某品牌四旋翼無(wú)人機(jī)，每個(gè)旋翼均由一個(gè)標(biāo)有“12V 8W”的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻r為1Ω。該無(wú)人機(jī)攜帶一微型紅外線攝像機(jī)，可自主進(jìn)行火情監(jiān)測(cè)。圖乙是攝像機(jī)“模擬自啟系統(tǒng)”的簡(jiǎn)化電路結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)自啟電路中a、b間的電壓等于或大于9V時(shí)，控制電路才能啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)；已知自啟電路的電源電壓U為12V，R是電阻箱，Rp是紅外探測(cè)器（可視為可變電阻），圖丙為Rp的阻值隨紅外線強(qiáng)度變化的關(guān)系圖象（E為紅外線強(qiáng)度，cd表示其單位）。

（1）求無(wú)人機(jī)正常工作20s，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量；

（2）若紅外線強(qiáng)度為2cd時(shí)，攝像機(jī)啟動(dòng)工作，求電阻箱R的最小阻值；

（3）當(dāng)紅外線強(qiáng)度為6cd時(shí)，調(diào)節(jié)電阻箱R的阻值，若使R消耗的功率PR最大，則控制電路能否正常啟動(dòng)?

Answer 1

【答案】(1)80J；(2)27；(3) 控制電路不能正常啟動(dòng)

【解析】

(1)電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為1Ω，正常工作20s，一個(gè)旋翼的電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量

(2)若紅外線強(qiáng)度為2cd時(shí)，紅外探測(cè)器的阻值為9Ω，由題知，啟動(dòng)攝像機(jī)工作時(shí)，a、b兩端的最小電壓（即電阻箱的最小電壓），則兩端的電壓

電路中的電流

由得，電阻箱的最小阻值

(3)由圖象可知光照強(qiáng)度當(dāng)光照強(qiáng)度為6cd時(shí)，的最小阻值為3Ω，此時(shí)電路中的電流最大，由歐姆定律

根據(jù)，變阻箱消耗的功率

則當(dāng)，即時(shí)，變阻箱消耗的功率最大，此時(shí)

則

所以控制電路不能正常啟動(dòng)。

答：(1)無(wú)人機(jī)正常工作20s，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量80J；

(2)若紅外線強(qiáng)度為2cd時(shí)，攝像機(jī)啟動(dòng)工作，電阻箱R的最小阻值是27Ω；

(3)控制電路不能正常啟動(dòng)。