Question

【題目】閱讀短文,回答問題。

“無人機(jī)”（多功能飛行器）可通過無線電進(jìn)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(jī)”由鋰電池供電,采用4個(gè)電機(jī)帶動(dòng)旋翼轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)下方空氣施力的同時(shí)獲得升力。該無人機(jī)設(shè)有一鍵起降和返航、空中懸停等功能,其攜帶的攝像機(jī)可以進(jìn)行高清拍攝并實(shí)時(shí)把信號(hào)傳到遙控器顯示器,下表是該無人機(jī)的部分參數(shù):

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

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

A.“無人機(jī)”升空時(shí),獲得升力的施力物體是空氣

B.“無人機(jī)”中的電動(dòng)機(jī)工作原理是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用

C.“無人機(jī)”在拍攝地面圖像時(shí)增加懸停高度可以使所成的像變大

D.“無人機(jī)”升空過程中所受到的大氣壓變小

（2）為了保證電動(dòng)機(jī)正常工作,通過電子調(diào)速器（簡(jiǎn)稱電調(diào)）來控制電動(dòng)機(jī)的電流從而改變電動(dòng)機(jī)的功率,每一個(gè)電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)電調(diào),那么電動(dòng)機(jī)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(jī)”上升時(shí)受到空氣的阻力與上升速度的平方成正比。該“無人機(jī)”攜帶攝像機(jī)參與某次火情的勘測(cè)時(shí)，“無人機(jī)”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(cè)（整個(gè)過程4個(gè)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作）。此時(shí),“無人機(jī)”上升時(shí)受到的空氣阻力________N。“無人機(jī)”上升過程中電動(dòng)機(jī)消耗的電能為________J。（g=10N/kg）

（4）該“無人機(jī)”攜帶的微型攝像機(jī)帶有自動(dòng)拍攝功能,未出現(xiàn)火情時(shí)處于待機(jī)狀態(tài),等到火情來臨時(shí)產(chǎn)生一定強(qiáng)度的紅外線,攝像機(jī)將自主啟動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)。小明利用紅外探測(cè)器設(shè)計(jì)了一個(gè)“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(jī)”鋰電池提供,R是電阻箱, RP是紅外探測(cè)器,可視為可變電阻,它的阻值與紅外線強(qiáng)度變化的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示。（E為紅外線強(qiáng)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(qǐng)?jiān)趫D乙坐標(biāo)中描點(diǎn)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(shí),控制電路才能啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)入工作狀態(tài)。小明設(shè)定紅外線強(qiáng)度為4.5cd時(shí)啟動(dòng)攝像機(jī)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(qiáng)度較弱時(shí)就能啟動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)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(jī)，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)旋翼螺旋槳轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)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(duì)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(jī)”中的電動(dòng)機(jī)工作原理通電線圈在磁場(chǎng)中受力而轉(zhuǎn)動(dòng)或磁場(chǎng)對(duì)電流的作用，故B正確；

C、攝像機(jī)的鏡頭是凸透鏡，成倒立縮小的實(shí)像，在拍攝地面圖象時(shí)增加懸停高度，即物距增大，像距變項(xiàng)，所成的像也變小，故C錯(cuò)誤；

D、大氣壓隨高度的升高而減小，即“無人機(jī)”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(gè)電動(dòng)機(jī)連接一個(gè)電調(diào)，通過電子調(diào)速器簡(jiǎn)稱電調(diào)來控制電動(dòng)機(jī)的電流從而改變電動(dòng)機(jī)的功率，故電動(dòng)機(jī)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(jī)的最大上升速度為，此時(shí)受到的空氣阻力為9N，

由題意知，“無人機(jī)”上升時(shí)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(jī)”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(jī)”獲得的升力：，

則升力做的功：，

由得，“無人機(jī)”上升過程中電動(dòng)機(jī)消耗的電能：。

將，，，，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)連線，如圖所示：

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

則有：，解得：，

由題知，啟動(dòng)攝像機(jī)工作時(shí)，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(qiáng)度較弱時(shí)，紅外探測(cè)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。