电磁污染,已被认为是继大气污染、水质污染和噪音污染之后的第四大公害.人们在充分享受着电磁波带来的方便、快速的同时,也日渐感受到它的负面效应.当电磁波辐射达到一定的强-物理

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题文

电磁污染,已被认为是继大气污染、水质污染和噪音污染之后的第四大公害.人们在充分享受着电磁波带来的方便、快速的同时,也日渐感受到它的负面效应.当电磁波辐射达到一定的强度时,会导致信息传输系统的失控,引发头疼、失眠、记忆减退等症状的产生.其中,手机就是利用电磁波(微波)来进行通信的,使用手机通话时微波会对人体产生一种“加热效应“.下表是GSM型号手机的主要技术参数.则:
正常工作电压U/V 4.0
标准配置电池的容量/mAh 1 000
正常工作时的发射功率P/W 2
工作频率f/MHz 9×102~1.8×103
(1)该型号手机发射的电磁波的最长波长是多少?
(2)该型号手机正常工作时的电流是多少?
(3)某网站上登载了一则“手机煮鸡蛋“的消息:两个实验人员将一个质量为50g、比热容为4.2×103 J/(kg?℃)的鸡蛋放在陶瓷杯子里,在鸡蛋的两侧对称地放置两部该型号的手机,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60min时,该鸡蛋的温度升高了多少?(设两部手机放出的能量完全被鸡蛋吸收,计算结果保留一位小数)
题型:问答题  难度:中档

答案

(1)根据c=λf可知,当工作频率为9×102MHz时波长最长,则
λ=
c
f
=
3×108m/s
9×102×106Hz
≈0.33m;
(2)由表格可知,正常工作时的发射功率P=2W,正常工作电压U=4.0V,
根据P=UI可得,正常工作时的电流:
I=
P
U
=
2W
4.0V
=0.5A;
(3)两部手机放出的能量:
Q=2Pt=2×2W×60×60s=14400J,
两部手机放出的能量被鸡蛋完全吸收,根据Q=cm△t可得鸡蛋加热升高的温度:
△t=
Q
cm
=
Q放
cm

=
14400J
4.2×103J/(kg?℃)×50×10-3g

≈68.6℃.
答:(1)该型号手机发射的电磁波的最长波长约为0.33m;
(2)该型号手机正常工作时的电流是0.5A;
(3)在实验进行到60min时,该鸡蛋的温度升高了68.6℃.

据专家权威分析,试题“电磁污染,已被认为是继大气污染、水质污染和噪音污染之后的第四..”主要考查你对  波速、波长和频率的关系,电功率与电压、电流的关系  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

波速、波长和频率的关系电功率与电压、电流的关系

考点名称:波速、波长和频率的关系

  • 电磁波的特征:
    描述电磁波特征的物理量是频率和波长。电磁波频率的单位是赫兹(Hz)、千赫(kHz)、兆赫(MHz),它们之间的换算关系是1kHz=103Hz,1MHz=106Hz。电磁波波长的单位是米(m)。

    电磁波的波速、波长和频率的关系:
    波速=波长×频率,即c=λf

    注意:不同频率(或波长)的电磁波在真空中的波速相同。

  • 有关电磁波的计算问题:
    电磁波的波速(c)、波长(λ)、频率(f)三者的关系是c=λf。只要知道其中任意两个,就可用此公式计算出第三个。

    例:兰州人民广播电台现办有三套节目,第一套为新闻综合广播,发射频率为AM954kHz、 FM97.3MHz,其中AM表示_____;发射频率为 AM954kHz的电磁波波长为_____m(计算结果保留一位小数)。

    解析:发射频率为AM954kHz、FM97.3MHz,其中AM表示调幅,FM表示调频;电磁波在真空中的波速都是3×108rn/s,发射频率为AM954kHz的电磁波的频率f=954kHz=9.54×105Hz,故电磁波的波长λ=.

    答案:调幅 314.5

考点名称:电功率与电压、电流的关系

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