Question

【題目】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，如圖甲．

機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，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；前端裝有感應器，通過發射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物．當剩余電量減為電池容量的20%時，機器人會主動尋找充電器充電．表一為某掃地機器人的部分參數．電池容量指放電電流與放電總時間的乘積．
表一：

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

機器人中吸塵電機的吸入功率是衡量其優劣的重要參數，測得某吸塵電機的吸入功率與真空度、風量間的對應關系如表二．真空度指主機內部氣壓與外界的氣壓差．風量指單位時間內通過吸塵電機排出的空氣體積．吸塵電機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
風量（m3/s）	0.025	0.02	0.017	0.015	0.013
吸入功率（W）	10.00	9.00	8.50		7.80

（1）機器人工作時，主機內部的氣壓 （選填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產生吸力．若該機器人向障礙物垂直發射超聲波，經過0.001s收到回波，則其發射超聲波時與障礙物間的距離約為 cm．（設超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）
（2）下列說法中錯誤的是
A.地面有靜電時，輕小物體會吸附在地板上而不易清掃
B.采用凸凹材質的輪皮，可增大機器人與地面間的摩擦
C.機器人工作時發出的聲音不會對人的聽力造成損傷
D.當遇到玻璃門等透明障礙物時，使用紅外線感應器效果較好
（3）該機器人正常工作時的電流為 A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續正常工作的最長時間為 min
（4）由表二數據可知，當風量為0.015m3/s時，若吸塵電機的輸入功率為25W，此時其效率為 %；上述風量下，10min內通過吸塵電機提出的空氣質量為 kg．（取ρ空氣=1.3kg/m3）
（5）光敏電阻是制作灰塵傳感器的常用元件．圖乙為某光敏電阻的控制電路，電源電壓U0恒定，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．當光敏電阻分別為6Ω和18Ω時，電壓表的示數分別為6V和3V，則R0= Ω；為監測空氣的透光程度，現將電壓表表盤的相關刻度值轉化為對應的總阻值（R0+RG），則轉化后表盤上從左到右相鄰兩刻度線對應阻值的減小量將 （選填“增大”、“不變”或“減小”）

Answer 1

【答案】
（1）小于；17
（2）D
（3）2.5；48
（4）33；11.7
（5）6；減小
【解析】解：（1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小，可知機器人在工作時，由于轉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，故主機內部的氣壓小于大氣壓而產生吸力．
由v=得，
超聲波從發射到收到回波所通過的總路程：
s總=vt=340m/s×0.001s=0.34m，
則其發射超聲波時與障礙物間的距離：

（2）A．地面有靜電時，由于帶電體具有吸引輕小物體的性質，所以輕小物體會吸附在地板上而不易清掃，故A正確；
B．采用凸凹材質的輪皮，是為了在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度來增大機器人與地面間的摩擦，故B正確；
C．為了保護聽力，應控制噪聲不超過90dB，機器人工作時發出的聲音小于50dB，所以不會對人的聽力造成損傷，故C正確；
D．當遇到玻璃門等透明或半透明障礙物時，其將直接穿過而不產生任何回波，這樣掃地機器人就無法感應到前方有障礙物，
于是也就無法做出減速的工作了，所以不能使用紅外線感應器，使用超聲波感應器較好故D錯誤．
故選：D．
（3）由P=IU得，
機器人正常工作時的電流I===2.5A．
充滿電后的電池容量Q1=2500mAh，下一次自動充電前的電池容量Q2=ηQ1=20%×2500mAh=500mAh，
消耗的電池容量Q=Q1﹣Q2=2500mAh﹣500mAh=2000mAh，
正常工作時的電流I=2.5A=2500mAh，
由I=得，
連續正常工作的最長時間t===0.8h=48min．
（4）由表格中數據可知，吸入功率等于真空度與風量的乘積，
當風量為0.015m3/s時，吸塵電機吸入功率P吸入=550Pa×0.015m3/s=8.25W，

當風量為0.015m3/s時，t=10min=600s，
通過吸塵電機提出的空氣體積V=0.015m3/s×600s=9m3 ，
由ρ=得，
通過吸塵電機提出的空氣質量m=ρ空氣V=1.3kg/m3×9m3=11.7kg．
（5）由電路圖可知，光敏電阻RG和定值電阻R0串聯，電壓表測定值電阻R0兩端的電壓，
當光敏電阻RG1=6Ω時，電壓表的示數U1=6V，光敏電阻兩端的電壓U=U0﹣U1 ，
此時電路中的電流I1==，即=…①
當光敏電阻RG2=18Ω時，電壓表的示數U1=3V，光敏電阻兩端的電壓U′=U0﹣U2 ，
此時電路中的電流I2==，即=…②
聯立①②可解得：U0=12V，R0=6Ω．
設電壓表示數為U，此時電路中的電流I=，
即U=，電源電壓U0恒定，R0為定值電阻，
由此可見，電壓表的示數U與總阻值（R0+RG）成反比，則轉化后表盤上從左到右相鄰兩刻度線對應阻值的減小量將減小．
所以答案是：（1）小于；17；（2）D；（3）2.5；48；（4）33%；11.7；（5）6；減小．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用歐姆定律及其應用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握歐姆定律的應用： ① 同一個電阻，阻值不變，與電流和電壓無關 但加在這個電阻兩端的電壓增大時，通過的電流也增大．（R=U/I） ② 當電壓不變時，電阻越大，則通過的電流就越小．（I=U/R） ③ 當電流一定時，電阻越大，則電阻兩端的電壓就越大．（U=IR）．