阅读短文.回答问题:扫地机器人扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器.如图所示．机器人通过电动机旋转产生高速气流.将灰尘.杂物吸入集尘盒.其防滑轮皮采用凸凹材质制成,底部安装有塑料刷.用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体,前端装有感应器.通过发射.接收超声波或红外线来侦测障碍物．充电座两侧有二个像海豚和蝙蝠一样导航的信号� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

6．

阅读短文，回答问题：
扫地机器人
扫地机器人是一款能自动清扫的智能家用电器，如图所示．机器人通过电动机旋转产生高速气流，将灰尘、杂物吸入集尘盒，其防滑轮皮采用凸凹材质制成；底部安装有塑料刷，用于清扫吸附在地板上的灰尘及轻小物体；前端装有感应器，通过发射、接收超声波或红外线来侦测障碍物．充电座两侧有二个像海豚和蝙蝠一样导航的信号发射和接收装置，当剩余电量减为电池容量的20%时，机器人在充电座的引导下会主动寻找充电器充电．表一为某扫地机器人的部分参数．电池容量指放电电流与放电总时间的乘积．

额定工作电压	12V	额定功率	30W
电池容量	2500mAh	工作噪音	＜50dB

（1）机器人工作时，主机内部的气压小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）大气压而产生吸力．若该机器人向障碍物垂直发射超声波，经过0.001s收到回波，则其发射超声波时与障碍物间的距离约为17cm．（设超声波在空气中的传播速度为340m/s）
（2）采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦，机器人返回自动充电是依据超声波（选填“红外线”或“超声波）导航的．
（3）该机器人正常工作时的电流为2.5A；充满电后至下一次自动充电前能够连续正常工作的最长时间为0.8h．

分析（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小；先根据s_总=vt算出总路程，利用s=$\frac{{s}_{总}}{2}$即可求出发射超声波时与障碍物间的距离；
（2）摩擦力与接触面粗糙程度有关，机器人返回自动充电是依据超声波导航；
（3）知道额定电压和额定功率，根据I=$\frac{P}{U}$求出机器人正常工作时的电流；利用公式I=$\frac{Q}{t}$的变形公式，可求出持续工作的时间；
先计算电源用来克服阻力提供的能量，由克服阻力做的功，求出可以行驶的距离．

解答解：（1）由流体压强与流速的关系：流速越大的位置压强越小可知，机器人在工作时，由于转动的扇叶处气体的流速大，压强小，
在外界大气压的作用下将灰尘、杂物吸入集尘盒，故主机内部的气压小于大气压而产生吸力．
由v=$\frac{s}{t}$得，超声波从发射到收到回波所通过的总路程：
s_总=vt=340m/s×0.001s=0.34m，
则其发射超声波时与障碍物间的距离：
s=$\frac{{s}_{总}}{2}$=$\frac{0.34m}{2}$=0.17m=17cm；
（2）摩擦力与接触面粗糙程度有关，采用凸凹材质的轮皮，可增大机器人与地面间的摩擦；机器人返回自动充电是依据超声波导航；
根据P=UI得：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{30W}{12V}$=2..5A=2500mA；
由I=$\frac{Q}{t}$得：
t=$\frac{Q}{I}$=$\frac{2500mAh}{2500mA}$=1h；
电池的容量为W=UIt=20V×3A×3600s=2.16×10⁵J，
故答案为：（1）小于；17；（2）摩擦；超声波；（3）1．

点评本题涉及到力学、声学、电学等物理知识较多，跨度大，综合性很强，有一定的难度，需要仔细分析判断，学生要熟练掌握电功率公式、电流的定义式、效率公式的综合应用，理解电池容量的含义和效率公式的应用是关键．

练习册系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
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