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現(xiàn)無線充電，甚至不用電池．現(xiàn)在，一個科學(xué)研究小組在實驗室中取得了可喜的進展，也許，人類的這一夢想不久就能實現(xiàn)．
（1）實現(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，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．在傳播中易受山脈阻隔
C．向各個方向傳輸能量
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)，實驗測得P和R的部分數(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=______，y=______．
②根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可歸納出P和R之間的關(guān)系為______．
（4）為研究無線傳輸電能，某科研小組在實驗室試制了無線電能傳輸裝置，在短距離內(nèi)點亮了燈泡，如圖實驗測得，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______ W．
②若給甲線圈接入電壓為220V的電源，測得該線圈中的電流為0.195A．這時，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驗室階段．為早日告別電線，實現(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�問題．______．

Answer 1

【答案】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）從實際情況出發(fā)考慮即可．
解答：解：（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==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）因為在無線傳輸過程中，電磁波向各個方向傳播是均等的，無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)射點之間有較短的距離及接收器需有很大的體積．同時，向空間輻射較多的電磁波，對人體有害．
故答案為：（1）發(fā)射；
（2）C；
（3）①8，64；②PR²=1600；
（4）①18.6； ②15.0；
（5）儀器體積過大、對人體有傷害，傳輸距離太短等．
點評：本題關(guān)鍵是明確設(shè)計思想和設(shè)計原理，要能夠結(jié)合能量守恒定律進行分析，題目信息量大，要有耐心．