Question

【題目】閱讀短文，回答問題，

近年來，多旋翼無人機(jī)發(fā)展迅速，如圖所示為某品牌四旋翼無人機(jī)，它采用4個(gè)電機(jī)帶動旋翼（螺旋槳）轉(zhuǎn)動，對下方空氣施力的同時(shí)獲得升力。該無人機(jī)設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能，攜帶的攝像機(jī)可以進(jìn)行高清拍攝并實(shí)時(shí)把信號傳到遙控器顯示器，它還擁有GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。下表是該無人機(jī)的部分參數(shù)：

整機(jī)質(zhì)量	2kg	鋰電池額定電壓	15V
最大上升速度	6m/s	鋰電池容量	5000mAh
最大下降速度	2m/s	電動機(jī)工作電壓	12V
最大水平速度	16m/s	懸停時(shí)每個(gè)電動機(jī)功率	50W
最大速度上升時(shí)受到的阻力	10N	電動機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率(電能轉(zhuǎn)機(jī)械能)	90%

(1)根據(jù)上述內(nèi)容，下列關(guān)于無人機(jī)說法中不正確的是_________；

A.它的遙控、衛(wèi)星定位都是通過電磁波來傳遞信息的B.它懸停時(shí)也消耗電能

C.它在拍攝圖像時(shí)減小懸停高度可以使圖像變大D.它的電機(jī)工作原理是電磁感應(yīng)

(2)電動機(jī)在工作時(shí)要保持其兩端電壓為12V不變，通過電子調(diào)速器（簡稱電調(diào)）來控制電動機(jī)的電流從而改變電動機(jī)的功率，每一個(gè)電動機(jī)連接一個(gè)電調(diào)，那么電動機(jī)和電調(diào)的連接方式是_________（選填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）；

(3)在電池滿容量的情況下，該無人機(jī)參與某次火情的勘測時(shí)，需要從地面起飛，飛到火場上空60米高處，然后懸停觀測（整個(gè)過程四個(gè)電動機(jī)同時(shí)工作），這一過程可視為以最大速度勻速直線上升，且達(dá)到60米高處時(shí)立即靜止（懸停）。若無人機(jī)懸停觀測15分鐘，則從起飛到懸停結(jié)束，電動機(jī)消耗的電能是_________（g取10N/kg）；

E/cd	1.0	2.0	3.0	4.0	6.0
Rp/Ω	18	9	6	4.5	3

(4)小明利用紅外探測器設(shè)計(jì)了一個(gè)“模擬自啟系統(tǒng)”，如圖所示：該系統(tǒng)由“自啟電路”、“控制電路”等組成，其中電源由“無人機(jī)”的鋰電池提供，R是電阻箱，Rp是紅外探測器，可視為可變電阻，它的阻值與紅外線強(qiáng)度變化的對應(yīng)關(guān)系如上表所示、（E為紅外線強(qiáng)度，cd表示其單位）若a、b兩端電壓必須等于或大于10V時(shí)，控制電路才能啟動攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。小明設(shè)定紅外線強(qiáng)度為4.5cd時(shí)啟動攝像機(jī)，電阻箱的阻值至少應(yīng)調(diào)到________Ω；

(5)為了能使控制電路在紅外線強(qiáng)度再稍強(qiáng)時(shí)才能啟動攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，可采取的措施：_________（寫一條合理措施）。

Answer 1

【答案】D 串聯(lián) 1.82×105J 8 調(diào)低電阻箱R的電阻值 （或調(diào)低電源電壓值）

【解析】

(1)[1]A．電磁波可以在真空中傳播，可以傳遞信息，遙控?zé)o人機(jī)、衛(wèi)星定位都是通過電磁波來傳遞信息的，故A正確，不符合題意；

B．無人機(jī)在懸停時(shí)電動機(jī)仍在工作，每個(gè)電動機(jī)功率為50W，仍要消耗電能，故B正確，不符合題意；

C．?dāng)z像機(jī)的鏡頭是凸透鏡，成倒立縮小的實(shí)像，當(dāng)拍攝地面圖象時(shí)減小懸停高度即物距減小，像距變大，所成的像也變大，故C正確，不符合題意；

D．無人機(jī)中的電動機(jī)工作原理通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動(或磁場對電流的作用)，故D不正確，符合題意。

故選D。

(2)[2]由題意知，每一個(gè)電動機(jī)連接一個(gè)電調(diào)，通過電子調(diào)速器(簡稱電調(diào))來控制電動機(jī)的電流從而改變電動機(jī)的功率，故電動機(jī)和電調(diào)的連接方式是串聯(lián)。

(3)[3]上升過程做功

W=Fs=(G+f)s=(mg+f)s=(2kg×10N/kg+10N)×60m=1800J

由η=×100%得，上升過程中電動機(jī)消耗電能

W1===2000J

懸停時(shí)電動機(jī)總功率

P=50W×4=200W

懸停時(shí)間

t=15min=900s

懸停時(shí)電動機(jī)消耗電能

W2=Pt=200W×900s=1.8×105J

則起飛到懸停結(jié)束電動機(jī)共消耗電能

W電動機(jī)=W1+W2=2000J+1.8×105J=1.82×105J

電動機(jī)共消耗電能1.82×105J。

(4)[4]由表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)紅外線強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼膸妆叮�紅外探測器RP的阻值變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，所以，紅外探測器RP的阻值與紅外線強(qiáng)度E成反比，則有

18Ω×1.0cd=RP×4.5cd

解得

Rp=4Ω

由題知，啟動攝像機(jī)工作時(shí)，a、b兩端的最小電壓(即電阻箱的最小電壓)UR=10V，則RP兩端的電壓

UP=UUR=15V10V=5V

電路中的電流

I===1.25A

由I=得，電阻箱的最小阻值

R===8Ω

電阻箱的阻值至少應(yīng)調(diào)到8Ω。

(5)[5]在紅外線強(qiáng)度較強(qiáng)時(shí)，紅外探測器RP的阻值較小，其兩端的電壓將減小，為了能使控制電路在紅外線強(qiáng)度再稍強(qiáng)時(shí)才能啟動攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)，可采取的措施：一是調(diào)低電阻箱R的電阻值；二是調(diào)低電源的電壓值。