Question

5．掃地機器人是一款能自動清掃的智能家用電器，如圖．機器人通過電動機旋轉產生高速氣流，將灰塵、雜物吸入集塵盒；其防滑輪皮采用凸凹材質制成；底部安裝有塑料刷，用于清掃吸附在地板上的灰塵及輕小物體；前端裝有感應器，通過發射、接收超聲波或紅外線來偵測障礙物．當剩余電量減為電池容量的15%時，機器人會主動尋找充電器充電．某掃地機器人的部分參數如下表一：（電池容量指放電電流與放電總時間的乘積） 

額定工作電壓	12V	額定功率	30W
電池容量	2500mAh	工作噪音	＜50dB

（1）機器人工作時，主機內部的氣壓小于（填“大于”、“小于”或“等于”）大氣壓而產生吸力．
（2）當地面有靜電時，掃地機器人相對不易清掃，這是因為帶電體具有吸引輕小物體的性質．
（3）該機器人正常工作時的電流為2.5A；充滿電后至下一次自動充電前能夠連續正常工作的最長時間為51min．

Answer 1

分析 （1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小；
（2）靜電現象，帶電體具有吸引輕小物體的性質；
（3）知道額定電壓和額定功率，根據I=$\frac{P}{U}$求出機器人正常工作時的電流；先算出消耗的電池容量Q=Q₁-Q₂，再利用t=$\frac{Q}{I}$求出連續正常工作的最長時間．

解答 解：（1）由流體壓強與流速的關系：流速越大的位置壓強越小可知，
機器人在工作時，由于轉動的扇葉處氣體的流速大，壓強小，在外界大氣壓的作用下將灰塵、雜物吸入集塵盒，
故主機內部的氣壓小于大氣壓而產生吸力；
（2）地面有靜電時，由于帶電體具有吸引輕小物體的性質，所以輕小物體會吸附在地板上而不易清掃；
（3）由P=IU得，機器人正常工作時的電流：
I=$\frac{P}{U}$=$\frac{30W}{12V}$=2.5A，
充滿電后的電池容量Q₁=2500mAh，下一次自動充電前的電池容量：
Q₂=ηQ₁=15%×2500mAh=375mAh，
消耗的電池容量：
Q=Q₁-Q₂=2500mAh-375mAh=2125mAh，
正常工作時的電流：
I=2.5A=2500mA，
由I=$\frac{Q}{t}$得，連續正常工作的最長時間：
t=$\frac{Q}{I}$=$\frac{2125mAh}{2500mA}$=0.85h=51min．
故答案為：
（1）小于；
（2）帶電體具有吸引輕小物體的性質；
（3）2.5；51．

點評 本題涉及到力學、電學等物理知識，是一道綜合性題目，學生要熟練掌握相關公式，理解電池容量的含義和效率公式的應用是關鍵．