Question

【題目】隨著生活水平的提高，掃地機器人逐步進入普通家庭。掃地機器人具有主動躲避障礙物、自動吸塵、自動返回充電座充電等諸多智能功能。消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功。如圖是某款掃地機器人及銘牌上的部分參數，請回答下列有關問題：

項目	指標參數
工作電壓	12V
凈重	4kg
最大集塵量	1kg
功率	30W
電池容量	2000mAh

(1)掃地機器人內部的核心部件電動機的工作原理是__________；其吸塵的工作原理是通過電動機轉動使內部壓強_________（選填“變大”、“不變”或“變小”），從而使雜物進入吸塵器；

(2)掃地機器人正常工作時的電流是_________A； 電池容量“2000mAh”是指當工作電流為2000mA，能持續供電1小時，若充滿電后，可供機器人持續正常工作_________h；

(3)已知集塵盒空置時機器人運動過程中受到的摩擦阻力為16N，查閱資料顯示摩擦力與壓力成正比，則達到最大集塵量時機器人運動的速度為_________m/s；

(4)機械人的供電系統設有自動充電功能，當檢測到電池容量低至10%時會自動返回充電，為確保機器人能順利返回充電，需要充電時離充電座最遠為_________m。

Answer 1

【答案】通電線圈在磁場中受力轉動（或磁場對電流的作用） 變小 2.5 0.8 0.6 172.8

【解析】

(1)[1]掃地機器人內部的核心部件電動機的工作原理是通電線圈在磁場中受力轉動（或磁場對電流的作用）。

[2]機器人吸塵的工作原理是通過電機轉動使內部壓強變小，同時使外部空氣和灰塵不斷地補充進風機，吸塵器就能“吸塵”了，其原理利用了流體流速大的地方壓強小。

(2)[3][4]掃地機器人正常工作時的電流是

電池的容量為

由得

充滿電后，可供機器人持續正常工作0.8h。

(3)[5]吸塵器對地面的壓力等于其重力，摩擦力與壓力成正比

達到最大集塵量時的摩擦力f2為

解得f2=20N，消耗的電能中有40%用于克服摩擦力做功，所以

機器人運動的速度

達到最大集塵量時機器人運動的速度為0.6m/s。

(4)[6]機器人吸塵器達到最大吸塵量時，克服摩擦力做到功為

根據

得

需要充電時離充電座最遠為172.8m。