题目内容

1.某智能扫地机器人(如图甲)可通过灰尘传感器自动寻找灰尘清扫,通过电动机旋转、产生高速气流将灰尘等吸入集尘盒.图乙为其部分工作原理图,控制电路电源电压U为4.5V,定值电阻R0=12Ω,R为光敏电阻,其阻值随光照强度E(单位cd)的变化如图丙所示.下表为其部分工作参数(注:电池容量指工作电流与工作总时间的乘积)

额定工作电压12伏额定功率30瓦
电池总容量2.5Ah(安时)工作噪音<50dB(分贝)
(1)当地面灰尘增多,使空气的透光程度减弱,使照射到光敏电阻上的光照强度减弱,B触头与静触头A(填“A”或“C”)接触,则电动机工作;反之,指示灯亮,从而达到自动控制的目的.
(2)当剩余电量减为电池总容量的20%时,机器人会主动寻找充电器充电.在充满电后到主动寻找充电器期间的电池总容量,能持续供应该机器人正常工作多少小时?
(3)若电压表示数小于等于3V时,电动机开始工作.求电压表示数为3V时,光照强度为多少?

分析 (1)由图丙知光照强度与电阻大小的关系判断电磁铁磁性的强弱;
(2)根据t=$\frac{W}{P}$计算工作时间;
(3)根据串联电路电压和电流的规律算出电压表示数为3V时的电阻,找出对应的电流.

解答 解:(1)当地面灰尘增多,使空气的透光程度减弱,使照射到光敏电阻上的光照强度减弱,光敏电阻变大,电流变小,磁性减弱,弹簧将衔铁拉起,B触头与静触头A接触,电动机工作,反之,指示灯亮,从而达到自动控制的目的.
(2)根据P=$\frac{W}{t}$知
能持续供应该机器人正常工作的时间:t=$\frac{W}{P}$=$\frac{12V×2.5A×3600s×(1-20%)}{30W}$=8640s=24h;
(3)电压表示数为3V时,定值电阻R0的电流为:I=$\frac{U}{R}$=$\frac{3V}{12Ω}$=0.25A;
光敏电阻的电压为U′=4.5V-3V=1.5V,
光敏电阻的电阻为:R=$\frac{{U}^{′}}{I}$=$\frac{1.5V}{0.25A}$=6Ω,由图知光敏电阻的电阻为6Ω时,光照强度为3cd.
故答案为:(1)A;(2)能持续供应该机器人正常工作的时间24h;(3)光照强度为3cd.

点评 此题以某智能扫地机器人为题材,考查了电磁继电器的原理,电阻的计算、电功公式的变形,是一道综合题,但难度不大.

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