Question

目前電能都是通過電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)模�人們一直夢想能無線傳輸電能，夢想在日常生活中實(shí)現(xiàn)無線充電，甚至不用電池。現(xiàn)在，一科學(xué)研究小組在實(shí)驗(yàn)室中取得了可喜的進(jìn)展，也許，人類的這一夢想不久就能實(shí)現(xiàn)。

(1)實(shí)現(xiàn)無線傳輸能量，涉及能量的______________、傳播和接收。

(2)科學(xué)家曾經(jīng)設(shè)想通過高聳的天線塔，以無線電波的形式將電能輸送到指定地點(diǎn)，但一直沒有在應(yīng)用層面上獲得成功，其主要原因是這類無線電波(　　)

A．在傳輸中很多能量被吸收

B．在傳輸中易受山脈阻隔

C．向各個(gè)方向傳輸能量

D．傳輸能量易造成電磁污染

(3)如果像無線廣播那樣通過天線塔輸送電能，接收器獲得的功率P和它到天線塔的距離R相關(guān)，實(shí)驗(yàn)測量P和R的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

R/m	1	2	4	5	x	10
P/W	1 600	400	100	y	25	16

①上表中的x＝________，y＝________。

②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系式為________。

(4)為研究無線傳輸電能，某科研小組在實(shí)驗(yàn)室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點(diǎn)亮了燈泡，如圖25－1所示。實(shí)驗(yàn)測得，接在乙線圈上的用電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%。

圖25－1

①若用該裝置給充電功率為10 W的電池充電，則損失功率為________W。

②若把甲線圈接入電壓為220 V的電源，測得該線圈中的電流為0.195 A。這時(shí)，接在乙線圈上的燈泡恰能正常發(fā)光，則此燈泡的功率為________W。

(5)由于在傳輸過程中能量利用率過低，無線傳播電能還處于實(shí)驗(yàn)階段。為早日告別電線，實(shí)現(xiàn)無線傳輸電能的工業(yè)化，還需解決一系列問題，請?zhí)岢鲋辽賰蓚�(gè)問題。

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Answer 1

【答案】

(1)發(fā)射　(2)C　(3)①8　64　②PR²＝1 600　(4)①18.6�、�15　(5)儀器體積過大、對人體有傷害、傳輸距離太短等等。

【解析】(1)像電磁波一樣，無線傳輸能量也需要發(fā)射、傳播和接收的過程。

(2)電磁波可以向各個(gè)方向傳播，而電能的輸送需要定向傳播。

(3)由表中的前三組數(shù)據(jù)和最后一組數(shù)據(jù)可以看出PR²＝1 600。將R＝5帶入上式得P＝64，所以y＝64；將P＝25帶入得R＝8，所以x＝8。

(4)①由題意知，輸電效率為η＝35%，則

P_總＝P/η＝28.6 W，

所以損失的功率為P_損＝P_總－P＝28.6 W－10 W＝18.6 W。

②甲線圈輸入功率為P_總＝UI＝220×0.195 W＝42.9 W，

所以，乙線圈得到的功率，即燈泡的功率為P＝P_總η＝42.9×35% W＝15.0 W。

(5)因?yàn)樵跓o線傳輸過程中，電磁波向各個(gè)方向傳播是均等的，無法有效地控制方向性，為了更多地接收到電磁波，就需要接收儀器和發(fā)射點(diǎn)之間有較短的距離及接收器，需有很大的體積。同時(shí)，向空間輻射較多的電磁波，對人體有害。)

思路分析：像電磁波一樣，無線傳輸能量也需要發(fā)射、傳播和接收的過程。根據(jù)數(shù)據(jù)分析計(jì)算；損失的功率為總功率與利用的功率只差，因?yàn)樵跓o線傳輸過程中，電磁波向各個(gè)方向傳播是均等的，無法有效地控制方向性，為了更多地接收到電磁波，就需要接收儀器和發(fā)射點(diǎn)之間有較短的距離及接收器，需有很大的體積。同時(shí)，向空間輻射較多的電磁波，對人體有害。)

試題點(diǎn)評：本題理論上考查了實(shí)現(xiàn)無線傳輸電能的過程