Question

10．圖1是某手機充電示意圖及簡化電路圖．如表是充電過程中某些時段相關數據

充電時間	A階段 0-5min	B階段 5min-10min	…	D階段 80min-85min
數據線兩端電壓U/V	5.0	4.5	…	5.0
流經數據線的電流I/A	4.4	4.0	…
數據線和手機的總功率P/W	22.0	18.0	…	2.5

（1）求0-10min數據線和手機消耗的總電能．
（2）求D階段流經數據線的電流．
（3）充電過程中數據線阻值可認為不變，分析數據線在A、D哪段時間產生的熱量多．
（4）智能手機的“近場通訊”、“藍牙”功能分別使用1.356×10⁷Hz、2.4×10⁹Hz這兩個波段的電磁波進行通訊（如圖2）．
近場通訊、藍牙使用的電磁波
①都是無線電波
②都能在真空傳播
③真空中傳播的速度一樣大
④藍牙的波長比近場通訊的大
上述哪些說法是正確的①②③．（選填序號）

Answer 1

分析 （1）根據W=Pt算出0-10min數據線和手機消耗的總電能；
（2）根據I=$\frac{P}{U}$算出D階段流經數據線的電流；
（3）根據Q=I²Rt分析數據線在A、D哪段時間產生的熱量；
（4）①根據無線電波的頻率范圍判斷近場通訊、藍牙是否屬于無線電波；
②電磁波可以在真空中傳播；
③電磁波的傳播速度為一定值；
④根據c=λf判斷波長的關系．

解答 解：（1）A階段0-5min消耗的電能：
W_A=P_At_A=22W×5×60s=6600J；
B階段5min-10min消耗的電能：
W_B=P_Bt_B=18W×5×60s=5400J；
0-10min數據線和手機消耗的總電能：
W=W_A+W_B=6600J+5400J=12000J；
（2）D階段流經數據線的電流：
I_D=$\frac{{P}_{D}}{{U}_{D}}$=$\frac{2.5W}{5V}$=0.5A；
（3）充電過程中數據線阻值不變，t_A=t_D，I_A＞I_D，根據焦耳定律Q=I²Rt可知，Q_A＞Q_D，所以A段產生的熱量多．
（4））①無線電波的范圍為10⁶Hz～10¹²Hz，“近場通訊”、“藍牙”功能分別使用1.356×10⁷Hz、2.4×10⁹Hz，在無線電波的范圍內，故它們都是電磁波．故①正確；
②“近場通訊”、“藍牙”都是電磁波，電磁波可以在真空中傳播；故②正確；
③電磁波的傳播速度為一定值，都為3×10⁸m/s，故③正確；
④根據c=λf知λ與f成反比，因為“藍牙”頻率高，故藍牙波長短，故④錯誤．
答：（1）0-10min數據線和手機消耗的總電能為12000J．
（2）D階段流經數據線的電流為0.5A．
（3）充電過程中數據線阻值不變，數據線在A段時間產生的熱量多．
（4）①②③．

點評 本題考查了電能、電流、產生熱量的計算以及電磁波的傳播，是一道綜合題，難度不是很大．