题目内容
频率为300MHz~300GHz的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波。微波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射;遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料时可以穿透;遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能。
人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的。GSM手机的工作频率一般为900 MHz/1800 MHz波段。使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应”,微波频率越高,人对其能量吸收率就越高,危害也就越大。下表提供了某种型号手机的技术参数。
某种型号GSM手机的主要技术参数表
| 工作电压 | 标准配置电池 | 最长通话时间 | 最大发射功率 | 工作频率 |
| 4.1 V | 670mAh | 300min | 2 W | 900/1800 MHz |
请根据这些技术参数和微波的上述特性解决问题
(1)手机的最大工作电流约是多少?在300 min的通话时间内,手机的平均功率约为多少? ’
(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施。
(3)某网站上登载了一则“手机煮鸡蛋”的消息:两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置一部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2 cm左右。用其中一部手机拨通另一部手机,并保持通话状态。在实验进行到65 min时,实验人员取出鸡蛋,发现已经完全熟透。请判断这则消息的真伪,并简要说明理由。
(1)手机的最大工作电流 I=P/U=2W/4.1V=0.49A…………………(2分)
按最大工作电流0.49A计算.手机可放电0.67/0.49=1.37小时.所以在300min 的通话时间内手机的平均功率
………………………( 2 分)
(或者
)
( 2 ) ① 降低手机的发射功率(如CDMA手机的最大发射功率是0.2W)
② 减少通话时间
③ 用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些,减少对于头部的伤害
说明:每列举一项l分,最多2分。
( 3 )这则消息叙述的事实是不能实现的………………………(1分)
以一个鸡蛋的质量为50g计算, 因为鸡蛋的主要成分是水,所以比热和水差不多,设煮熟鸡蛋的温度升高最大约为 80 ℃ …………………………………………………………………(1分)
即煮熟一个鸡蛋相当于把50g水加热温度升高80℃ 需要吸收的热最:
Q吸=cm(t2-t1)=1.68×104J
两个手机通话,根据(1)的计算,其发射微波的平均功率可取0.55W ,那么通话65 min ,提供的能且大约是4.3×103J(0.55W×65×60s×2=4290J).即使按最大功率2W计算,手机也只能提供大约是1.56×104J的能量。考虑到手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的.鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分(小于1/6)。因此手机不可能把鸡蛋煮熟,网站的消息是虚假的。………………………………………………………………( 3 分)
| 型号 | CC5020 | 额定压力 | 5MPa |
| 电源 | 220V~/50Hz | 额定流量 | 20L/min |
| 额定功率 | 2.2kW | 防护等级 | IP25 |
说明:本题为一个开放题.这一问的解答,只要学生提出合理的假设、条件,分析的合情合理.即可以得分。
现在流行的无线市话俗称“小灵通”,是一种新型的个人无线接入系统,具有语音清晰、发射功率低、待机时间长、功能多、价格合理等特点。它的使用使传统意义上的固定电话不再固定在某个位置,可在无线网络覆盖范围内自由移动使用,随时随地接听、拨打本地和国内、国际电话。
表1是某一型号小灵通的部分资料数据。若这种小灵通在正常使用的情况下,充电一次可使用7天,累计通话时间为1.2 h,通话时耗电功率为平均发射功率的20倍。则:
(1)这部小灵通正常通话时的工作电流大约多大?
(2)小灵通开机但不通话时的状态称为待机。这部小灵通的待机电流大约多大?
(3)在没有充电器的情况下,可用一个电压略高于3.6V的直流电源为小灵通电池临时应急充电。请你设计一个方案,用图6所示的直流电源给这部小灵通的电池充电,并画出充电的电路图。
表l
尺寸 (长×高×宽) | 约45 mm×83mm×23.5 mm |
质量 | 约85g |
发射功率 | 约10 mW(平均) |
电池 | 3.6V 580mA·h锂电池 |
充电器 | 输入:AC220V 50Hz 输出:DC5.2V 320mA |
充电器重 | 约50 g |
充电时间 | 2.5~3.5 h |
连续待机时间 | 48~200 h |
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小兰家的全自动家用豆浆机的部分技术数据如下表所示。
额定电压 | 220V | 电机功率 | 180W |
额定频率 | 50Hz | 加热功率 | 800W |
加干豆量 | 75g | 加 水 量 | 1200mL |
制作豆浆的程序大致如下:(水温为20℃)
工作程序 | 加热→ | 打浆→ | 煮浆→ | 防溢延煮→ | 断电报警 |
工作时间 与状态 | 电热器开始 加热,8min 后,水温达 到打浆设定 温度。 | 电机带动刀片高速打浆,打浆共4次,每次打15s,间隔15s。 | 电热器继续加热,直至豆浆第一次沸腾,耗时2min。 | 电热器间断加热,(每加热l min,停20s)使豆浆反复煮沸,充分煮熟。共6min40s结束。 | 机器发出声光报警,提示豆浆已做好 |
小兰在用该豆浆机制作豆浆之前关闭了她家所有的用电器开关,然后在豆浆机开始制作豆浆的同时,开始记录她家电能表(如图3所示)的转盘转过的圈数,当豆浆机发出声光报警时为止,数得电能表的转盘转过了74圈。请回答:
1.煮好一锅这样的豆浆需要消耗多少电能?
2.根据第1问的计算结果,计算制作一锅这样豆浆的过程中她家电能表的转盘应转过多少圈?
3.第2问中计算的结果与小兰实际记录的圈数相符吗?如不相符,请说出你对产生这一偏差的猜想。
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