Question

12．如图甲所示为某种遥控航拍无人机，由于体积小，重量轻，拍摄效果好，操控方便，深受航模爱好者喜欢．下表是它部分技术参数．

（1）图乙是它的螺旋桨，形状跟机翼相似，螺旋桨高速旋转，给无人机提供上升的动力，所利用的原理是在气体中流速越大的位置压强越小，在图乙中画出飞机在空中盘旋时所受的这个力的示意图．
（2）无人机在上升过程中，被拍摄景物所成的像逐渐变小，拍摄范围变大．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
（3）技术参数中“能量”一栏数值是多少？（结果取整数）

技术参数
飞机器	质量（含电池及桨）	1280g
	最大上升速度	5m/s
	最大下降速度	3m/s
	最大水平飞行速度	15m/s
	最大上升高度	6000m
智能飞行电池	容量	4480mAh
	正常工作电压	15.2V
	飞行时间	约23min
	能量	68W•h
相机	镜头焦距	20mm

（4）某次航拍过程中，无人机以1.2m/s速度匀速竖直上升，正常工作时它将电能转化为机械能的效率为92%，则该过程中智能飞机电池工作电流多大？（不计空气阻力，结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）流速越大的地方，空气压强越小；流速越小的地方，空气压强越大．根据飞机机翼的结构图，进行分析即可．
（2）成实像时：物距变大，像距变小，像变小．
（3）已知智能飞行电池的容量和电压，利用W=UIt=UQ可求得能量．
（4）已知飞机器的质量可求得其重力，匀速竖直上升时的牵引力即为重力，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求得其功率，
已知正常工作时它将电能转化为机械能的效率为92%，根据η=$\frac{{W}_{机械}}{W}$可求得机械能，再利用P=UI求得智能飞机电池工作电流．

解答 解：（1）无人机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速越大的位置压强越小的原理，从而使机翼的上下表面产生压强差，为飞机提供升力，力的方向是竖直向上的，如图所示：

（2）凸透镜成实像时，物距变大，像距变小，像变小，无人机在上升过程中，物距变大，像变小，拍摄范围变大．
（3）技术参数中“能量”W=UQ=15.2V×4.480A≈68W•h=68×3600s=2.448×10⁵J．
（4）F=G=mg=1.280kg×9.8N/kg=12.544N，
P_机械=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=12.544N×1.2m/s=15.0528W，
由η=$\frac{{W}_{机械}}{W}$=$\frac{{P}_{机械}t}{Pt}$=$\frac{{P}_{机械}}{P}$可得，
P=$\frac{{P}_{机械}}{η}$=$\frac{15.0528W}{92%}$≈16.36W，
由P=UI可得，智能飞机电池工作电流I=$\frac{P}{U}$=$\frac{16.36W}{15.2V}$≈1.07A．
故答案为：（1）在气体中流速越大的位置压强越小；见上图；（2）变小；变大；（3）68；（4）该过程中智能飞机电池工作电流为1.07A．

点评 本题主要考查了流体压强与流速的关系、力的示意图的画法、是凸透镜成像规律的应用、电功的计算等多个知识点，是一道综合性较强的题目．