Question

【題目】目前電能大都是通過電網(wǎng)采用有線方式傳輸?shù)模�人們一直夢想能大�?guī)模無線傳輸電能，夢想在日常生活中使無線充電得到普及，甚至不用電池．

（1）市場上支持無線充電的智能手機和充電器大部分采用Qi技術(shù)．其原理是：電流流過送電線圈產(chǎn)生磁場，受電線圈靠近該磁場時就會產(chǎn)生電流，給智能手機充電．下列實驗與受電線圈處工作原理是相同的是____．

A.B.C.D.

（2）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，如圖甲所示．實驗測得，接在b線圈上的用電器獲得的電功率為輸入a線圈電功率的40%．若把a線圈接入電壓為220 V的電源，測得該線圈中的電流為0.2 A．b線圈中只接入一盞燈炮，此時該燈泡恰能正常發(fā)光，則該燈泡的功率為多大？__________

（3）如圖乙所示，通過安置在插座上的電流轉(zhuǎn)換器，將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，電動小車上的接收器收到超聲波訊號，可將其能量轉(zhuǎn)換為電能為電池充電.已知：接收器接收到的超聲波功率P與它和轉(zhuǎn)換器間距離L的平方成反比，它將超聲波能量轉(zhuǎn)化為電能并儲存在電池中的效率為50%．當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離L0=1m時，接收器接收到的超聲波功率P0=8W．當(dāng)小車在平直路面上勻速行駛時，所消耗的電池電能的80%用于維持小車勻速行駛，小車受到的阻力為16N．

①當(dāng)小車與轉(zhuǎn)換器間距離為1m時，求電池充電1h所儲存的電能；_______

②小車在平直路面上以0.2m/s的速度勻速行駛5min，求該過程中消耗的電池電能；_________

③若充電時小車與轉(zhuǎn)換器之間距離L＝2m，則2h內(nèi)所充電能可使小車以0.2m/s的速度勻速行駛多遠？___

Answer 1

【答案】C 17.6W 1.44×104J 1.2×103J 360m

【解析】

（1）由題意可知，手機上的線圈，能將底座產(chǎn)生的變化的磁場轉(zhuǎn)化為電流給手機電池充電，是利用電磁感應(yīng)原理工作的；

A．此圖是電磁繼電器的原理圖，是利用電流的磁效應(yīng)制成的，故A不符合題意；

B．圖中給導(dǎo)體通電，導(dǎo)體會運動，說明通電導(dǎo)體受到磁場力的作用，故B不符合題意；

C．圖中是閉合電路的一部分導(dǎo)體做切割磁感線運動能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流，是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故C符合題意；

D．此圖是研究電磁鐵磁性強弱與電流的有無的關(guān)系的實驗，故D不符合題意；

（2）甲線圈輸入功率為P總=UI=220V×0.2=44W，所以，乙線圈得到的功率，即燈泡的功率為P=P總η=44W×40%=17.6W；

（3）①電池充電1h后，接收器接收到的超聲波能量為：W1=P0t=8W×3600s=2.88×104J；

由題意知，電池所儲存的電能：E電=η1W=50%×2.88×104J=1.44×104J；

②小車在平直路面上勻速行駛5min的過程中，行駛的距離：s=vt=0.2m/s×5×60s=60m；

克服阻力做功W2=fs=16N×60m=960J；

消耗的電池能：J；

③由題意可得，，則，解得：P=2W，2h內(nèi)轉(zhuǎn)化成的機械能W′=Ptη1η2=2W×2×3600s×50%×80%=5760J；由W=fs可得，。