题目内容
【题目】阅读短文,回答问题。
近年来,多旋翼无人机发展迅速。由于其机动性和灵活性强,广泛应用在航拍领域、交通管理等方面,在新冠疫情防控期间发挥了巨大作用。如图所示为某品牌四旋翼无人机,它采用4个电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施力的同时获得升力。该无人机设有一键起降和返航、空中悬停等功能,携带的摄像机可以进行高清拍摄并实时把信号传到遥控器显示器,它还拥有GPS卫星定位系统。下表是该无人机的部分参数:
无人机型号 | DJ-精灵 4 | 电源额定电压 | 15V |
最大起飞海拔高度 | 5000m | 电池容量 | 5000mA·h |
最大上升速度 | 6m/s | 电动机工作电压 | 12V |
最大下降速度 | 2m/s | 悬停时每个电动机功率 | 50W |
最大水平速度 | 16m/s | 电动机数量 | 4 |
停放地面总接触面积 | 20cm2 | 整机质量 | 2kg |
(1)螺旋桨转动,向下推动空气,使得直升飞机获得向上的升力,说明______;
(2)根据上述内容,下列说法中正确的是______;
A.无人机悬停在空中时受非平衡力
B.无人机在悬停时不消耗电能
C.遥控无人机、卫星定位都是通过超声波来传递信息的
D.无人机在拍摄地面图像时减小悬停高度可以使图像变大
(3)电动机在工作时要保持其两端电压为 12V 不变,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调,那么电动机和电调的连接方式是_____(并联/串联);若电源电压全部加在电动机和电调的两端,则电动机和电调的功率之比为______。
【答案】力的作用是相互的 D 串联 4∶1
【解析】
(1)[1]四旋翼无人机,当电机带动旋翼(螺旋桨)转动,对下方空气施加向下的作用力,根据物体间力的作用是相互的,空气对它施加向上的反作用力,即为升力。
(2)[2] A.无人机悬停在空中时,相对静止,处于平衡状态,受平衡力作用,故A错误;
B.无人机在悬停时电动机仍在工作,每个电动机功率为50W,仍要消耗电能,故B错误;
C.频率大于20000Hz的是超声波,声音的传播需要介质,真空不能传声,地球大气层以外真空中,无法通过超声波传递信息;而电磁波可以在真空中传播,可以传递信息,遥控无人机、卫星定位都是通过电磁波来传递信息的,故C错误;
D.摄像机的镜头是凸透镜,成倒立缩小的实像,当拍摄地面图象时减小悬停高度即物距减小,像距变大,所成的像也变大,故D正确。
故选D。
(3)[3]由题意知,每一个电动机连接一个电调,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,说明电调对电动机是有影响的,故电动机和电调的连接方式是串联。
[4]根据串联电路电压规律可知,电调两端的电压
则电动机和电调的电压之比
由得,电动机和电调的功率之比