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【题目】无线充电技术

随着科技的不断发展,无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机、电动牙刷,大到电脑、电动汽车的充电,都已经实现了从理论研发到实际应用的转化。常见的无线充电技术有电磁感应、磁共振、无线电波等方式。

市场上支持无线充电的智能手机和充电器大部分都符合 “Qi”规格。“Qi”源自汉语“气功”中的“气”。Qi技术的原理即为电磁感应,在发射端和接收端各有一个线圈,如图甲所示为手机无线充电原理示意图,电流流过发射线圈会产生变化的磁场,当接收线圈靠近该变化的磁场时就会产生感应电流给手机充电。采用电磁感应技术实现无线充电的优点是原理简单,适合短距离充电,但需特定的摆放位置才能精确充电。

磁共振方式的原理与声音的共振原理相同——排列好振动频率相同的音叉,一个音叉发声,其他音叉也会共振发声。同样,排列在磁场中的相同“振动”频率的线圈,也可从一个向另一个供电,如图乙所示。相比电磁感应方式,利用磁共振可延长传输距离,无需使线圈间的位置完全吻合。这种方式有望广泛应用于电动汽车,但在技术上实现小型化、高效率化比较难,现在的技术能力大约是直径0.5m的线圈,在1m左右的距离供电功率约为60W。

无线电波方式主要由微波发射装置和微波接收装置组成,其原理类似于无线电广播的发射与接收。 “太空太阳能发电技术” 就是利用了该原理:利用铺设在巨大平板上的太阳能电池,在太阳光照射下产生电流,转换成无线电微波,发送给地面接收站。地面接收后,将微波恢复为直流电或交流电,送给用户使用。

请根据上述材料,回答下列问题:

(1)如图中四个实验与Qi技术原理相同的是_____。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)

(2)根据文中所述,利用磁共振方式,直径0.5m的线圈在1m左右的距离范围内,1min内可提供的电能约为_______J。

(3)关于无线充电技术,下列说法正确的是_____。(选填选项前的字母,只有一个选项正确)

A.采用电磁感应方式的无线充电技术无需特定位置就能精确充电

B.相比电磁感应方式,利用磁共振方式传输距离更短

C.采用无线电波方式的无线充电技术的实现说明电磁波可以传递能量

D.太空太阳能发电技术是将电能转化为化学能发送给地面接收站

【答案】 B 3600 C

【解析】(1)由短文可知,Qi技术的原理即为电磁感应;
AD、D图中开关闭合后,电路中有电流,通电导体在磁场中受到磁场力的作用发生运动;A图有电源,通电后线圈在磁场中受力转动,这是电动机的原理图,故AD不符合题意;
B、开关闭合后,在外力作用下使导体左右移动,做切割磁感应线运动,则电流表指针发生偏转,说明此时有感应电流产生,是电磁感应现象,B符合题意;
C、是奥斯特实验,小磁针发针偏转说明通电导体周围有磁场,C不符合题意.
(2)由短文可知,利用磁共振方式,现在的技术能力大约是直径0.5m的线圈,在1m左右的距离供电功率约为60W,所以1min内可提供的电能约为:W=Pt=60W×60s=3600J;
(3)A、由短文知,采用电磁感应技术实现无线充电的优点是原理简单,适合短距离充电,但需特定的摆放位置才能精确充电,故A错误;
B、由短文知,相比电磁感应方式,利用磁共振可延长传输距离,故B错误;
C、无线电波方式主要由微波发射装置和微波接收装置组成,微波属于电磁波,说明电磁波可以传递能量,故C正确;
D、太空太阳能发电技术就是利用无线电波方式:利用铺设在巨大平板上的太阳能电池,在太阳光照射下产生电流,此过程中太阳能转化为化学能再转化为电能,转换成无线电微波,发送给地面接收站.故D错误.
故答案为:(1)B;(2)3600;(3)C.

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