智能机器人
当前,我国正迈入人工智能时代。以机器人科技为代表的智能产业蓬勃兴起,成为现时代科技创新的一个重要标志。随着智能机器人技术的不断发展和成熟,它将走进千家万户,服务人们的生活。智能机器人有相当发达的“大脑”,具备形形色色的内部信息传感器和外部信息传感器如视觉、听觉、触觉、嗅觉.此外,它还有效应器,通过电动机使手、脚、鼻子、触角等动起来。
智能机器人能用人类语言同操作者对话,能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求。机器人往往使用熔点为200℃的玻璃钢作外壳,有着其它材质不可替代的优点,比如:设计性好,外表美观,强度韧性大,开发成本低等。智能机器人的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池等。
(1)机器人的锂电池充电时的能量转化形式为:
(2)200℃时,作为智能机器人外壳的玻璃钢
A.一定是固态
B.一定是液态
C.一定是气态
D.可能是固态,可能是液态,也可能是固液共存状态
(3)智能机器人通过嗅觉能闻到外界的各种气味,说明
(4)下表中是某款智能机器人的部分数据,其中锂电池提供电流给电动机工作,靠电动机驱动底座轮子行走.表中的容量是指电池容量(用Q表示),容量是10Ah的锂电池,意思是指,如果持续放电提供给电动机电流是1A,那么电动机连续工作时间可达10小时,可以用Q=It(电流×时间)计算:
某款智能机器人 | 锂电池 | 电压 | 24V |
容量 | 10Ah | ||
电动机 | 额定电压 | 24V | |
额定功率 | 120W |
②若电动机线圈电阻为0.2Ω,则电动机正常工作1小时,产生的热量为
③电池充满电后储存的电能是
无人机
无人机作为空中平台,以高分辨率高速摄像机、轻型光学相机、超声波传感器、激光扫描仪、红外夜视仪等设备获取信息,用计算机对图像信息进行处理,并按照一定精度要求制作成图像。无人机航拍影像具有高清晰、高现实性的优点,广泛应用在航拍,交通等领域。如图甲为某型号无人机,该无人机部分零件采用碳纤维材料制成,其部分参数如下:参数名称 | 最大飞行半径/km | 最大巡航速度 / km·h-1 | 电池电压/V | 电池容量/mA·h | 电动机额定功率/W | 拍摄速度/帧秒-1 |
数据 | 5 | 50 | 34 | 250 | 20 | 11000 |
(1)如图乙是无人机竖直向上运动的v-t图像,由图像可知,在0~5s内,无人机受到的升力
(2)摄像机拍照镜头可看作凸透镜,当摄像机向被拍摄的物体靠近时,物体所成实像的像距将变
(3)对该无人机进行充电,电池充满电时,储存的电能是
(4)小轿车在高速公路上限速120km/h,交警部门利用无人机进行高速公路通行情况的实时监测。一辆小轿车在通行0.5m的过程中,高速摄像机拍摄帧数为110帧,据此判断该监测的轿车速度是
随着新能源不断发展,时代对电池的要求越来越高。空气电池是化学电池的一种。构造原理与干电池相似,所不同的只是它的氧化剂取自空气中的氧。有一种锌空气电池(zincairbattery),用活性炭吸附空气中的氧或纯氧作为正极活性物质,以锌为负极,以氯化铵或苛性碱溶液为电解质的一种原电池。又称锌氧电池。分为中性和碱性两个体系的锌空气电池,分别用字母A和P表示,其后再用数字表示电池的型号。
还有锂﹣空气电池,实验证明,以0.1A/g的放电率进行放电时,放电容量约为9000mAh/g,可以说实现了容量的大幅增加。剑桥大学ClareP.Grey团队通过使用添加LiI的rGO使得锂空气电池的充放电曲线之间的电压间隙减小到0.2V(以往都是大于1.5V),从而使锂空气电池的开路电压接近3V。在锂﹣空气电池中,通过回收用过的水性电解液,以电气方式重新生成金属锂,还可继续作为电池负极燃料循环使用,避免产生其他污染。锂﹣空气电池可以说是以金属锂为燃料的新型燃料电池。
科学家认为,锂空气电池的性能是锂离子电池的10倍,可以提供与汽油同等的能量。锂空气电池从空气中吸收氧气充电,因此这种电池可以更小、更轻。
(1)空气电池放电时,将
(2)空气电池与普通电池相比,具有
(3)锂﹣空气电池实现了容量的大幅增加,放电曲线之间的电压间隙减小到0.2V,以0.1A/g的放电率进行放电时,每克可释放接近
无链条电动自行车
无链条电动自行车,被称为“没有链条的混合动力电动自行车”,如题图甲所示.它既可以通过骑行者踩脚踏板获得能量;也可以通过电源直接给锂电池充电获得能量,骑行者踩脚踏板的动能,经转化后存储在理电池内,之后通过电动机驱动后轮转化为动能,以此驱动自行车前进某款电动自行车相关参数如表格所示,为了保证该车的续航能力,采用了能量密度大的锂电池,其能量密度(能量密度为存储能量与电池质量的比值)达180Wh/kg。为确保使用安全,此类自行车配置的充电器都有过热保护装置,模拟控制电路如题图乙所示,R1是滑动变阻器,R2是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小,当R1两端电压U1增大到一定值时,控制电路将切断充电电路,实现保护。
整车 | 整车质量 | 40kg |
最大车速 | 25km/h | |
最大噪声 | <30dB | |
锂电池 | 电压 | 36V |
容量 | 10Ah | |
电动机 | 额定功率 | 180W |
(2)测试时自行车仅由充满电的锂电池驱动,行驶一段时间,消耗电能6×105J,电动机将其中75%的电能转化为机械能,则电动机输出的机械能为
(3)该款自行车的锂电池最多能提供的电能约为
(4)模拟控制电路电源电压U为10V,当R1=4.5Ω时,R2=0.5Ω,此时充电电路恰好被切断,则控制电压U1=
(5)测试时若质量为60kg的骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,在平直路面上可连续匀速行驶2.7×104m,骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续匀速行驶3.6×104m,则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为
手机电池
随着智能手机的日益普及,人们的日常生活发生了翻天覆地的变化。在众多APP帮助下,人们通过智能手机可以实现轻松出行、远距离通信、线上支付、网上办公等活动。手机电池作为手机的一个重要部分,目前正朝着大容量、快蓄电、长待机的方向发展。以华为“Mate60pro”手机为例,采用国产5G芯片,麒麟9000s处理器,预装其自主研发的HamonyOS4.0操作系统,该手机采用锂离子聚合物5000mA·h不可拆卸式电池,电池工作电压为3.7V。手机支持有线最大超级快充(20V 4.4A),10分钟就能充满50%。兼容11V 6A或10V 4A或10V 2.25A或4.5V 5A或5V 4.5A超级快充,兼容9V 2A快充。
(1)制作芯片的主要材料是
(2)文中的锂离子聚合物电池“容量5000mA·h”一次充满电储存电能是
(3)锂离子聚合物电池对外供电时的能量转化是
(4)若华为“Mate60pro”手机正常使用时的平均功率为1.5W,则该款手机的理论续航时间为
电池名称 | 锂离子电池 |
电压 | 3.7V |
容量 | 4500mA·h |
(2)该锂电池充满电后能储存的电能为
(3)有人发现,超级快充的充电线比普通手机充电线要粗一些,从线路安全的角度来分析快充线较粗的好处是:充电线尽可能做得粗一些,目的是
(4)如图所示的两个充电器,一个标注“输出5V,600mA”,另一个标注“输出5V,4A”;其中有一个是快速充电器,假设充电效率为90%,选用快速充电器将上述电池从20%充满需要
额定工作电压 | 12伏 | 额定功率 | 30瓦 |
电池总容量 | 2.5A·h(安·时) | 工作噪音 | (分贝) |
(2)当清扫到一定程度,地面灰尘减少,使照射到光敏电阻上的光照强度增强,则电磁铁磁性
(3)检测发现该品牌扫地机器人在光照强度恰好为3cd时电动机开始工作,则相当于电压表示数等于
(4)当剩余电量减为电池总容量的10%时,机器人会主动寻找充电器充电,充满电后电池储存的电能为
【研究目标】了解某品牌纯电动汽车的相关知识
【研究方法】阅读相关书籍 上网查阅信息
【研究内容】
(1)纯电动汽车的基本构造
纯电动汽车主要有电力驱动系统、电源系统、辅助系统、控制系统、安全保护系统、车身结构等组成;
(2)纯电动汽车的动力来源
纯电动汽车是驱动能量完全由电能提供、由电机驱动的汽车。动力电池是纯电动汽车的,心脏(如图甲)。某品牌电动汽车的动力电池容量为48kW·h,百公里电耗为12W·h,即12 kW·h/100km,则该车充满电后理论上可以开
(3)纯电动汽车的充电
如图乙是该品牌电动汽车在使用公共充电柱进行快充时,是将
充电桩 | 电池状态 | 充电电压/V | 充电电流/A | 充满电的时间/h |
快速充电桩 | 荷电状态(即电池的剩余容量) | 360 | 30 |
(6)目前存在普通充电柱充电时间长,充电桩紧缺等问题。为解决此问题,除用快充充电桩充电外,请再提出一种设想
【问题提出】
太阳能路灯和普通路灯相比,有哪些优点?此路灯的主要组成部分有哪些?它是如何工作的?
【调查材料】
太阳能是取之不尽,用之不竭,清洁无污染并可再生的绿色环保能源。而太阳能路灯无需铺设线缆、无需交流供电、不产生电费;采用直流供电、控制;具有稳定性好、寿命长、发光效率高,安装维护简便、安全性能高、节能环保、经济实用等优点。可广泛应用于城市主、次干道、小区、工厂、旅游景点、停车场等场所。
太阳能路灯是由太阳能电池板、LED灯头、蓄电池和灯杆等几部分构成。太阳能路灯是将太阳能转化为电能,从而达到照明效果。路灯的顶端是太阳能电池板,也叫光伏组件。太阳能光伏组件上的组件由多晶硅制成。白天,多晶硅吸收太阳能并将其转化为电能,不断给蓄电池充电,把电能储存在蓄电池中。夜晚,通过智能控制器将电能传输给光源,使太阳能路灯达到夜间照明的效果。
【原理分析】
如图甲所示,是道路两侧太阳能路灯,工作原理图如图乙,它的型号为(RE-TZ13),说明书如图丙。
(1)请说明太阳能电池板给蓄电池充电时和蓄电池对LED灯供电时,蓄电池的能量转化过程,以及蓄电池对应为电路中的哪个元件:
(2)根据图丙计算,太阳能电池正常工作时的电流是
(3)关于LED灯比白炽灯节能,同学又查找了相关数据,下表是亮度相当的两种灯的相关数据。要使该路灯总发光效果相当于600W白炽灯,它应由
一只LED灯 | 一只白炽灯 | |
发光原理 | 二极管发光 | 钨丝高温发光 |
额度电压 | 2.4V | 220V |
额定功率 | 12W | 100W |
10 . 阅读短文,回答问题:
新能源电动汽车
小明家新换了一辆新能源电动汽车,淘汰了原来的燃油汽车,该电动汽车部分参数如下表所示。
纯电续航里程(km) | 400 | 百公里耗电量(kW•h/100km) | 10 |
快充时间(小时) | 0.5 | 整备质量(kg) | 1405 |
最大功率(kW) | 90 | 最大扭矩(N•m) | 180 |
通过查阅资料得知,扭矩是使物体发生转动的一种特殊的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系,转速越快扭矩越小,它反映了汽车在一定范围内的负载能力。扭矩的计算公式:T=9550P/n;T是扭矩(N•m);P是功率,单位千瓦(kW),n单位每分钟转数(r/min);9550是常数。
除了可以通过牌照颜色区分燃油车和电动汽车,还可以通过前脸来分辨,燃油车一般都会有进气格栅,从名字我们就知道其作用就是为了让空气流入,将空气送入发动机,而电动汽车则不需要。
(1)新能源汽车电量不足时,通过充电桩给汽车蓄电池充电。在充电过程中,汽车蓄电池相当于
(2)根据短文中的信息,该汽车以最大功率运行、发动机提供最大扭矩时的转速为
(3)小明家淘汰掉的燃油汽车每百公里油耗为10L,假设汽油每升价格为7.5元,居民电价每度0.5元,每行驶10000公里,可节省费用
(4)请你分析,电动汽车取消进气格栅的好处有