Question

【題目】閱讀短文,回答問題。

“無人機”（多功能飛行器）可通過無線電進行操控,其在拍攝調(diào)查、無人配送等方面具有廣闊的前景。某品牌“無人機”由鋰電池供電,采用4個電機帶動旋翼轉(zhuǎn)動,對下方空氣施力的同時獲得升力。該無人機設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能,其攜帶的攝像機可以進行高清拍攝并實時把信號傳到遙控器顯示器,下表是該無人機的部分參數(shù):

無人機質(zhì)量（含攝像機	1.5kg	鋰電池額定電壓	12V
最大上升速度	6m/s	電動機工作電壓	10V
最大水平速度	15m/s	每個電動機最大輸出功率	50W
最大上升速度時受到的空氣阻力	9N	電動機的能量轉(zhuǎn)化效率	95%

（1）當(dāng)“無人機”攜帶攝像機飛行在空中進行拍攝地面圖像時,下列說法中錯誤的是（________）

A.“無人機”升空時,獲得升力的施力物體是空氣

B.“無人機”中的電動機工作原理是磁場對電流的作用

C.“無人機”在拍攝地面圖像時增加懸停高度可以使所成的像變大

D.“無人機”升空過程中所受到的大氣壓變小

（2）為了保證電動機正常工作,通過電子調(diào)速器（簡稱電調(diào)）來控制電動機的電流從而改變電動機的功率,每一個電動機連接一個電調(diào),那么電動機和電調(diào)的連接方式是________（選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）。

（3）已知“無人機”上升時受到空氣的阻力與上升速度的平方成正比。該“無人機”攜帶攝像機參與某次火情的勘測時，“無人機”以4m/s的速度從地面勻速豎直升空至100m高處，然后懸停觀測（整個過程4個電動機同時工作）。此時,“無人機”上升時受到的空氣阻力________N。“無人機”上升過程中電動機消耗的電能為________J。（g=10N/kg）

（4）該“無人機”攜帶的微型攝像機帶有自動拍攝功能,未出現(xiàn)火情時處于待機狀態(tài),等到火情來臨時產(chǎn)生一定強度的紅外線,攝像機將自主啟動進入工作狀態(tài)。小明利用紅外探測器設(shè)計了一個“模擬自啟系統(tǒng)”,如圖甲所示。該系統(tǒng)由“自啟電路”、“控制電路”等組成。其中電源由“無人機”鋰電池提供,R是電阻箱, RP是紅外探測器,可視為可變電阻,它的阻值與紅外線強度變化的對應(yīng)關(guān)系如下表所示。（E為紅外線強度,cd表示其單位）

E/cd	1	2	3	4	6
RP/Ω	18	9	6	4.5	3

①表中數(shù)據(jù),請在圖乙坐標中描點做出RP-E 的關(guān)系圖線

（_____）

②a、b兩端電壓必須等于或大于9V時,控制電路才能啟動攝像機進入工作狀態(tài)。小明設(shè)定紅外線強度為4.5cd時啟動攝像機工作,電阻箱的阻值至少應(yīng)調(diào)到________Ω。

③為了能使控制電路在紅外線強度較弱時就能啟動攝像機進入工作狀態(tài),可采取的措施：一是________（選填“調(diào)高”或“調(diào)低”））電阻箱R的電阻值；二是________（選填“調(diào)高”或“調(diào)低”）開電源的電壓值。

Answer 1

【答案】 串聯(lián) 2000 調(diào)高 調(diào)高

【解析】

、四旋翼無人機，當(dāng)電機帶動旋翼螺旋槳轉(zhuǎn)動時，對下方空氣施加向下的作用力，根據(jù)物體間力的作用是相互的，空氣對它施加向上的反作用力即為升力，所以獲得升力的施力物體是空氣，故A正確；

B、無人機”中的電動機工作原理通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動或磁場對電流的作用，故B正確；

C、攝像機的鏡頭是凸透鏡，成倒立縮小的實像，在拍攝地面圖象時增加懸停高度，即物距增大，像距變項，所成的像也變小，故C錯誤；

D、大氣壓隨高度的升高而減小，即“無人機”升空過程中所受到大氣壓變小，故D正確；故選C；

由題意知，每一個電動機連接一個電調(diào)，通過電子調(diào)速器簡稱電調(diào)來控制電動機的電流從而改變電動機的功率，故電動機和電調(diào)的連接方式是串聯(lián)。

由表格數(shù)據(jù)可知，無人機的最大上升速度為，此時受到的空氣阻力為9N，

由題意知，“無人機”上升時受到的空氣阻力與上升速度的平方成正比，即：，

所以：，即：，解得：。

由于“無人機”以的速度從地面勻速豎直升空，

根據(jù)力的平衡條件可知，“無人機”獲得的升力：，

則升力做的功：，

由得，“無人機”上升過程中電動機消耗的電能：。

將，，，，在坐標紙上描點連線，如圖所示：

表格數(shù)據(jù)可知，當(dāng)紅外線強度變?yōu)樵瓉淼膸妆叮�紅外探測器的阻值變?yōu)樵瓉淼膸追种�一，所以，紅外探測器的阻值與紅外線強度E成反比，

則有：，解得：，

由題知，啟動攝像機工作時，a、b兩端的最小電壓即電阻箱的最小電壓，

則兩端的電壓：，

電路中的電流：，

由得，電阻箱的最小阻值：；

在紅外線強度較弱時，紅外探測器的阻值較大，其兩端的電壓將增大，為了保證a、b兩端電壓必須等于或大于9V不變，可采取的措施：一是調(diào)高電阻箱R的電阻值；二是調(diào)高電源的電壓值。