Question

【题目】图甲为某品牌四旋翼无人机，每个旋翼均由一个标有“12V 8W”的电动机带动，电动机线圈的电阻r为1Ω。该无人机携带一微型红外线摄像机，可自主进行火情监测。图乙是摄像机“模拟自启系统”的简化电路结构示意图，当自启电路中a、b间的电压等于或大于9V时，控制电路才能启动摄像机进入工作状态；已知自启电路的电源电压U为12V，R是电阻箱，Rp是红外探测器（可视为可变电阻），图丙为Rp的阻值随红外线强度变化的关系图象（E为红外线强度，cd表示其单位）。

（1）求无人机正常工作20s，每台电动机线圈产生的热量；

（2）若红外线强度为2cd时，摄像机启动工作，求电阻箱R的最小阻值；

（3）当红外线强度为6cd时，调节电阻箱R的阻值，若使R消耗的功率PR最大，则控制电路能否正常启动?

Answer 1

【答案】(1)80J；(2)27；(3) 控制电路不能正常启动

【解析】

(1)电动机线圈的电阻为1Ω，正常工作20s，一个旋翼的电动机线圈产生的热量

(2)若红外线强度为2cd时，红外探测器的阻值为9Ω，由题知，启动摄像机工作时，a、b两端的最小电压（即电阻箱的最小电压），则两端的电压

电路中的电流

由得，电阻箱的最小阻值

(3)由图象可知光照强度当光照强度为6cd时，的最小阻值为3Ω，此时电路中的电流最大，由欧姆定律

根据，变阻箱消耗的功率

则当，即时，变阻箱消耗的功率最大，此时

则

所以控制电路不能正常启动。

答：(1)无人机正常工作20s，每台电动机线圈产生的热量80J；

(2)若红外线强度为2cd时，摄像机启动工作，电阻箱R的最小阻值是27Ω；

(3)控制电路不能正常启动。