為了更好的防控新冠病毒疫情,我國研制了某款智能防疫機(jī)器人。機(jī)器人利用磁敏電阻等器件來監(jiān)控移動速度,控制驅(qū)動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),圖甲為控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的原理電路,U為輸入電壓,RB為磁敏電阻,阻值隨外加磁場強(qiáng)弱的變化而改變。
如表為機(jī)器人的部分參數(shù),“電池比能量”為單位質(zhì)量的電池所能輸出的電能;“減速器的減速比”為輸入轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)速的比值。
電池的質(zhì)量 |
10kg |
減速器的減速比 |
30:1 |
電池比能量 |
140W?h/kg |
驅(qū)動電機(jī)的輸入總功率 |
400W |
移動速度 |
0.1~1m/s |
驅(qū)動電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率 |
60% |
(1)圖甲中電磁鐵是利用
電流的磁效應(yīng)
電流的磁效應(yīng)
工作的;
(2)電磁鐵上端的磁極是
N
N
極(選填“N”或“S”)。
(3)若機(jī)器人以最大速度沿水平路面勻速直線運(yùn)動21min,此過程機(jī)器人受到的阻力為
240
240
N,消耗的電能占電池所能輸出總電能的
10
10
%。
(4)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的磁敏電阻阻值隨磁場強(qiáng)弱變化的圖線如圖乙,當(dāng)磁敏電阻在正常工作區(qū)時(shí),即使圖甲電路中輸入電壓U發(fā)生改變,R
1兩端電壓U都能維持在某一定值附近微小變化,從而使控制電路中的電機(jī)穩(wěn)定轉(zhuǎn)動,則磁敏電阻的正常工作區(qū)對應(yīng)圖乙中
bc
bc
(選填“ab”或“bc”)段,已知無磁場時(shí)R
B的阻值為200Ω,R
1的阻值為400Ω,線圈電阻忽略不計(jì),當(dāng)U為24V時(shí),處在磁場中的R
B電功率為0.32W,則R
1兩端的電壓U
2是
8
8
V。