Question

15．如圖所示為某型“無人機”，它具有4個旋翼，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．
（1）制作無人機的材料應具有密度小、硬度大的特點，起飛時，增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是相互的．在空中飛行時，只要增加右側兩個旋翼的轉速，就能使無人機右側抬升，向左傾斜飛行．
（2）該機一個旋翼的電動機額定功率為30W，額定電壓為15V，電動機正常工作時，通過的電流為多少A？
（3）該機所需的能量是由一塊輸出電壓為15V，容量為5000mA•h的電池提供．若電能的80%用于飛行，飛行時的實際功率為100W，則該機最多能飛行多少時間？

Answer 1

分析 （1）在體積相同時，減小材料的密度可減小物體的質量；物體間力的作用是相互的；流體的壓強跟流速有關，流速越大，壓強越�。畵�(jù)此分析即可解答；
（2）根據(jù)P=UI求解額定電流；
（3）利用W=UIt計算電池儲存的能量，然后利用效率公式計算電能轉化為的機械能，再利用P=$\frac{W}{t}$計算時間．

解答 解：（1）為了減輕無人機的質量，在體積一定時，制作無人機的材料應具有密度小的特點；
增大四個旋翼的轉速，使吹向下方的風量增加，無人機就會上升，這是因為力的作用是相互的；
根據(jù)流體壓強和流速的關系可知，流速越大，壓強越小，要使無人機右側抬升，需要增加右方的風量，減小右方的壓強，因此應該增加側兩個旋翼的轉速．
（2）電動機的額定電壓是220V，額定功率為1.1KW，故額定電流為：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{30W}{15V}$=2A；
（3）電池儲存的能量：
W=UIt=15V×5A×3600s=2.7×10⁵J，
根據(jù)η=$\frac{{W}_{機}}{W}$可得，電能轉為的機械能：
W_機=W×80%=2.7×10⁵J×80%=2.16×10⁵J，
根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，該機最多能飛行的時間：
t=$\frac{W}{P}$=$\frac{2.16×1{0}^{5}j}{100W}$=2160s．
答：（1）密度；相互的；右；
（2）通過的電流為2A；
（3）該機最多能飛行2160s．

點評 此題考查密度的應用、力的作用的相互性、流體壓強和流速的關系、電功、效率和功率公式的應用，涉及到的知識點較多，綜合性較強，關鍵是公式的靈活運用．