Question

目前電能都是通過(guò)電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)模�人們一直�?mèng)想能無(wú)線傳輸電能，夢(mèng)想在日常生活中實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個(gè)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(mèng)想不久就能實(shí)現(xiàn)．
（1）實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸能量，涉及能量的

發(fā)射

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

C

A．在傳輸中很多能量被吸收
B．在傳播中易受山脈阻隔
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(wú)線廣播那樣通過(guò)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(cè)得P和R的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表：

R（m）	1	2	4	5	x	10
P（W）	1600	400	100	y	25	16

①上表中的x=

8

，y=

64

．
②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系為

PR²=1600

．
（4）為研究無(wú)線傳輸電能，某科研小組在實(shí)驗(yàn)室試制了無(wú)線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點(diǎn)亮了燈泡，如圖實(shí)驗(yàn)測(cè)得，接在乙線圈上的電器獲得的電能為輸入甲線圈電能的35%．
①若用該裝置給充電功率為10W的電池充電，則損失的功率為

18.6

 W．
②若給甲線圈接入電壓為220V的電源，測(cè)得該線圈中的電流為0.195A．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

15.0

 W．
（5）由于在傳輸過(guò)程中能量利用率過(guò)低，無(wú)線傳播電能還處于實(shí)驗(yàn)室階段．為早日告別電線，實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸電能的工業(yè)化，還需解決一系列問(wèn)題，請(qǐng)?zhí)岢鲋辽賰蓚�(gè)問(wèn)題．

儀器體積過(guò)大、對(duì)人體有傷害，傳輸距離太短等

．

Answer 1

分析：（1）電磁波要發(fā)射、傳播和接收；
（2）電磁波的傳播具有全向性，效率低；
（3）分析表格數(shù)據(jù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)接收的能量與距離的平方成反比；
（4）根據(jù)能量守恒定律列式求解即可；
（5）從實(shí)際情況出發(fā)考慮即可．

解答：解：（1）像電磁波一樣，無(wú)線傳輸能量也需要發(fā)射、傳播和接收的過(guò)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=1600．
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

=28.6W．
所以損失的功率為P_損=P_總-P=28.6-10=18.6W．
②甲線圈輸入功率為P_總=UI=220×0.195=42.9W，
所以，乙線圈得到的功率，即燈泡的功率為P=P_總η=42.9W×35%=15.0W．
（5）因?yàn)樵跓o(wú)線傳輸過(guò)程中，電磁波向各個(gè)方向傳播是均等的，無(wú)法有效地控制方向性，所以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(duì)人體有害．
故答案為：（1）發(fā)射；
（2）C；
（3）①8，64；②PR²=1600；
（4）①18.6；�、�15.0；
（5）儀器體積過(guò)大、對(duì)人體有傷害，傳輸距離太短等．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是明確設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)原理，要能夠結(jié)合能量守恒定律進(jìn)行分析，題目信息量大，要有耐心．