Question

10．图1是某手机充电示意图及简化电路图．如表是充电过程中某些时段相关数据

充电时间	A阶段 0-5min	B阶段 5min-10min	…	D阶段 80min-85min
数据线两端电压U/V	5.0	4.5	…	5.0
流经数据线的电流I/A	4.4	4.0	…
数据线和手机的总功率P/W	22.0	18.0	…	2.5

（1）求0-10min数据线和手机消耗的总电能．
（2）求D阶段流经数据线的电流．
（3）充电过程中数据线阻值可认为不变，分析数据线在A、D哪段时间产生的热量多．
（4）智能手机的“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×10⁷Hz、2.4×10⁹Hz这两个波段的电磁波进行通讯（如图2）．
近场通讯、蓝牙使用的电磁波
①都是无线电波
②都能在真空传播
③真空中传播的速度一样大
④蓝牙的波长比近场通讯的大
上述哪些说法是正确的①②③．（选填序号）

Answer 1

分析 （1）根据W=Pt算出0-10min数据线和手机消耗的总电能；
（2）根据I=$\frac{P}{U}$算出D阶段流经数据线的电流；
（3）根据Q=I²Rt分析数据线在A、D哪段时间产生的热量；
（4）①根据无线电波的频率范围判断近场通讯、蓝牙是否属于无线电波；
②电磁波可以在真空中传播；
③电磁波的传播速度为一定值；
④根据c=λf判断波长的关系．

解答 解：（1）A阶段0-5min消耗的电能：
W_A=P_At_A=22W×5×60s=6600J；
B阶段5min-10min消耗的电能：
W_B=P_Bt_B=18W×5×60s=5400J；
0-10min数据线和手机消耗的总电能：
W=W_A+W_B=6600J+5400J=12000J；
（2）D阶段流经数据线的电流：
I_D=$\frac{{P}_{D}}{{U}_{D}}$=$\frac{2.5W}{5V}$=0.5A；
（3）充电过程中数据线阻值不变，t_A=t_D，I_A＞I_D，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，Q_A＞Q_D，所以A段产生的热量多．
（4））①无线电波的范围为10⁶Hz～10¹²Hz，“近场通讯”、“蓝牙”功能分别使用1.356×10⁷Hz、2.4×10⁹Hz，在无线电波的范围内，故它们都是电磁波．故①正确；
②“近场通讯”、“蓝牙”都是电磁波，电磁波可以在真空中传播；故②正确；
③电磁波的传播速度为一定值，都为3×10⁸m/s，故③正确；
④根据c=λf知λ与f成反比，因为“蓝牙”频率高，故蓝牙波长短，故④错误．
答：（1）0-10min数据线和手机消耗的总电能为12000J．
（2）D阶段流经数据线的电流为0.5A．
（3）充电过程中数据线阻值不变，数据线在A段时间产生的热量多．
（4）①②③．

点评 本题考查了电能、电流、产生热量的计算以及电磁波的传播，是一道综合题，难度不是很大．