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随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进人普通家庭.扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能.消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功.如表是某

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随着生活水平的提高,扫地机器人逐步进人普通家庭.扫地机器人具有主动躲避障碍物、自动吸尘、自动返回充电座充电等诸多智能功能.消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功.如表是某款扫地机器人及铭牌上的部分参数,请回答下列有关问题:
项目 指标参数
工作电压 10V
净重 4kg
最大集尘量 1kg
功率 30W
电池容量 2000mAh
(1)机器人吸尘的工作原理是通过电机转动使内部压强___(选填“变大”“不变”或“变小”),从而使杂物进入吸尘器.
(2)电池容量“2000mAh”是指当工作电流为2000mA,能持续供电1小时.若充满电后所有电量用于扫地,则可供机器人持续正常工作多少时间?
(3)已知集尘盒空置时机器人运动过程中受到的摩擦阻力为16N,查阅资料显示摩擦力与压力成正比.则达到最大集尘量时机器人运动的速度为多少?
(4)机器人的供电系统设有自动充电功能,当检测到电池容量低至10%时会自动返回充电.为确保机器人能顺利返回充电,需要充电时离充电座最远为多少米?
▼优质解答
答案和解析
(1)高速旋转的叶轮把空气排出风机,同时使外部空气和灰尘不断地补充进风机,吸尘器就能“吸尘”了,其原理利用了流体流速大的地方压强小.
(2)电池的容量为W=UIt=10V×2A×3600s=72000J,
由P=
W
t
得:
t=
W
P
=
72000J
30W
=2400s;
(3)吸尘器压力等于其重力.由题,摩擦力与压力成正比.
f1
f2
=
G1
G2
=
m1
m2

达到最大最大集尘量时的摩擦力f2为:
16N
f2
=
4kg
4kg+1kg

解得:f2=20N,
消耗的电能中有40%用于克服摩擦力做功.
所以40%P=Fv=f2v,
机器人运动的速度:v=
0.4P
f2
=
0.4×30W
20N
=0.6m/s;
(4)机器人吸尘器达到最大吸尘量时,克服摩擦力做到功为:
W′=Wη=72000J×10%×40%=2880J;
根据W=Fs=f2s得:
s=
W′
f2
=
2880J
20N
=144m.
故答案为:(1)变小;
(2)可供机器人持续正常工作2400s;
(3)最大集尘量时机器人运动的速度为0.6m/s;
(4)需要充电时离充电座最远为144m.
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