Question

（2012?興化市模擬）如圖是我市新建在昭陽湖畔的廣播電視發射塔，它高160米，承載4套調頻廣播和5套電視節目的晝夜發射任務．該發射塔滿負荷發射功率為8KW．
（1）新電視塔建成后我市人民廣播電臺無線發射頻率由原來的103.3兆赫調整為101.9兆赫，則此廣播信號的傳播速度

不變

（填變大、不變、變小），波長

變長

（填變長、不變、變短）．
（2）若此電視塔滿負荷工作時每小時耗電為10kwh，則該電視塔的能量轉化效率為多少？
（3）我國出臺的《電磁輻射防護規定》給出的敏感段標準是公眾為40微瓦/平方厘米，比西方和國際上的標準要嚴格4倍，超過這個標準就必須采取必要的防輻射措施．若我市廣播電視信號以位于塔頂的發射裝置為球心呈球面的形式向四周輻射，請通過計算判斷站在塔底的人們要不要采取防電磁輻射措施？（球體面積公式為S=4πr²）

Answer 1

分析：（1）波速、波長和頻率的關系式：c=λf．在公式中，波速c是不變的為c=3×10⁸m/s，由波速不變可以判斷波長與頻率成反比．
（2）知道電視塔滿負荷工作時每小時的耗電量，可利用公式P_消耗=

W

t

計算出電視塔滿負荷工作時的消耗功率，又知道發射塔滿負荷發射功率，可利用公式η=

P發射t

P消耗t

=

P發射

P消耗

計算出電視塔的能量轉化效率．
（3）知道電視信號以位于塔頂的發射裝置為球心呈球面的形式向四周輻射，可利用公式S=4πr²計算出球體的面積，又知道發射塔滿負荷的發射功率，從而可以計算出該發射塔的輻射程度，再與敏感段標準40μw/cm²進行比較即可．

解答：解：
（1）電磁波的波速是一定值，保持不變為c=3×10⁸m/s，
根據公式c=λf可知，波速c不變時，波長λ和頻率f成反比，
∴當無線發射頻率由原來的103.3兆赫調整為101.9兆赫，頻率變小，則波長變長．
（2）∵W=10kw?h，t=1h，
∴電視塔滿負荷工作時的消耗功率為：P_消耗=

W

t

=

10kw?h

1h

=10KW，
而P_發射=8KW，
∴電視塔的能量轉化效率為：η=

P發射t

P消耗t

=

P發射

P消耗

=

8KW

10KW

=80%．
（3）球體面積公式為：S=4πr²，
而P_發射=8KW，
∴發射塔的輻射程度為：8KW/4πr²=8×10⁹μW/4×3.14×（8000cm）²≈10μW/cm²，
而10μW/cm²＜40μW/cm²，
所以不需要采取防電磁輻射措施．
故答案為：
（1）不變；變長．
（2）該電視塔的能量轉化效率為80%．
（3）因為8KW/4πr²＜40μW/cm²，所以不需要采取防電磁輻射措施．

點評：此題主要考查了：電磁波的波速是一個定值，以及對波速、波長和頻率的關系式：c=λf的熟練運用．能運用公式計算η=

P發射t

P消耗t

=

P發射

P消耗

計算能量轉化效率是解決該題的關鍵．