Question

如圖是我市新建在昭陽湖畔的廣播電視發(fā)射塔，它高160米，承載4套調(diào)頻廣播和5套電視節(jié)目的晝夜發(fā)射任務(wù)．該發(fā)射塔滿負(fù)荷發(fā)射功率為8KW．
（1）新電視塔建成后我市人民廣播電臺(tái)無線發(fā)射頻率由原來的103.3兆赫調(diào)整為101.9兆赫，則此廣播信號(hào)的傳播速度______（填變大、不變、變小），波長(zhǎng)______（填變長(zhǎng)、不變、變短）．
（2）若此電視塔滿負(fù)荷工作時(shí)每小時(shí)耗電為10kwh，則該電視塔的能量轉(zhuǎn)化效率為多少？
（3）我國(guó)出臺(tái)的《電磁輻射防護(hù)規(guī)定》給出的敏感段標(biāo)準(zhǔn)是公眾為40微瓦/平方厘米，比西方和國(guó)際上的標(biāo)準(zhǔn)要嚴(yán)格4倍，超過這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就必須采取必要的防輻射措施．若我市廣播電視信號(hào)以位于塔頂?shù)陌l(fā)射裝置為球心呈球面的形式向四周輻射，請(qǐng)通過計(jì)算判斷站在塔底的人們要不要采取防電磁輻射措施？（球體面積公式為S=4πr²）

Answer 1

【答案】分析：（1）波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式：c=λf．在公式中，波速c是不變的為c=3×10⁸m/s，由波速不變可以判斷波長(zhǎng)與頻率成反比．
（2）知道電視塔滿負(fù)荷工作時(shí)每小時(shí)的耗電量，可利用公式P_消耗=計(jì)算出電視塔滿負(fù)荷工作時(shí)的消耗功率，又知道發(fā)射塔滿負(fù)荷發(fā)射功率，可利用公式η==計(jì)算出電視塔的能量轉(zhuǎn)化效率．
（3）知道電視信號(hào)以位于塔頂?shù)陌l(fā)射裝置為球心呈球面的形式向四周輻射，可利用公式S=4πr²計(jì)算出球體的面積，又知道發(fā)射塔滿負(fù)荷的發(fā)射功率，從而可以計(jì)算出該發(fā)射塔的輻射程度，再與敏感段標(biāo)準(zhǔn)40μw/cm²進(jìn)行比較即可．
解答：解：
（1）電磁波的波速是一定值，保持不變?yōu)閏=3×10⁸m/s，
根據(jù)公式c=λf可知，波速c不變時(shí)，波長(zhǎng)λ和頻率f成反比，
∴當(dāng)無線發(fā)射頻率由原來的103.3兆赫調(diào)整為101.9兆赫，頻率變小，則波長(zhǎng)變長(zhǎng)．
（2）∵W=10kw?h，t=1h，
∴電視塔滿負(fù)荷工作時(shí)的消耗功率為：P_消耗===10KW，
而P_發(fā)射=8KW，
∴電視塔的能量轉(zhuǎn)化效率為：η====80%．
（3）球體面積公式為：S=4πr²，
而P_發(fā)射=8KW，
∴發(fā)射塔的輻射程度為：8KW/4πr²=8×10⁹μW/4×3.14×（8000cm）²≈10μW/cm²，
而10μW/cm²＜40μW/cm²，
所以不需要采取防電磁輻射措施．
故答案為：
（1）不變；變長(zhǎng)．
（2）該電視塔的能量轉(zhuǎn)化效率為80%．
（3）因?yàn)?KW/4πr²＜40μW/cm²，所以不需要采取防電磁輻射措施．
點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了：電磁波的波速是一個(gè)定值，以及對(duì)波速、波長(zhǎng)和頻率的關(guān)系式：c=λf的熟練運(yùn)用．能運(yùn)用公式計(jì)算η==計(jì)算能量轉(zhuǎn)化效率是解決該題的關(guān)鍵．