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频率为300MHz-300GHz的电磁波,它的波长很短,通常称之为微波.微波能沿直线传播,在遇到金属材料时能发生反射:遇到玻璃、塑料、陶瓷等绝缘材料可以穿透;遇到含有水分的蛋白质、脂肪等介质可被吸收,并将微波的电磁能量变为内能.人们熟悉的手机就是利用微波进行通讯的.GSM手机的工作频率般为900MHz~1800MHz波段.使用手机通话时,微波会对人体产生一种“加热效应”,微波频率越高,人对其能量吸收率就越高,危害也就越大.下表提供了某种型号手机的技术参数.请根据这些技术参数和微波的上述特性解决下列问题.
某型号GSM手机的主要技术参数表
工作电压 标准配置电池 最长通话时间 最大发射功率 工作频率
4.1V 670mAh 300min 2W 900/1800MHz
(1)手机的最大工作电流约是多少?在300min的通话时间内.手机的平均功率约为多少?
(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施;
(3)某网站刊载了一则“手机煮鸡蛋”的消息:两名实验人员将一个生鸡蛋放置在陶瓷杯子里,在鸡蛋两侧各放置部手机,让听筒与鸡蛋的水平距离保持2cm左右.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65min时,实验人员取出鸡蛋,发现已经完全熟透.请判断这则消息的真伪,并简要说明理由.
分析:(1)已知电量和工作时间,可求出电流、和电功率.
(2)手机工作时有辐射,我们在生活中要注意使用安全.
(3)手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的.鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分(小于1/6).因此手机不可能把鸡蛋煮熟,网站的消息是虚假的.
解答:解:(1)手机的最大工作电流 I=
P
U
=
2W
4.1V
=0.49A
按最大工作电流0.49A计算.手机可放电
0.67Ah
0.49A
=1.37小时.所以在300min 的通话时间内手机的平均功率P=
Pmax×1.37
5
=0.55W

(或者P=
W
t
=
4.1×0.67×60×60
300×60
W=0.55W

( 2 ) ①降低手机的发射功率(如CDMA手机的最大发射功率是0.2W)
②减少通话时间
③用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些,减少对于头部的伤害
( 3 )这则消息叙述的事实是不能实现的
以一个鸡蛋的质量为50g计算,因为鸡蛋的主要成分是水,所以比热和水差不多,设煮熟鸡蛋的温度升高最大约为80℃
即煮熟一个鸡蛋相当于把50g水加热温度升高80℃需要吸收的热量:
Q=cm(t2-t1)=1.68×104J
两个手机通话,根据(1)的计算,其发射微波的平均功率可取0.55W,那么通话65 min,提供的能且大约是4.3×103J(0.55W×65×60s×2=4290J).
即使按最大功率2W计算,手机也只能提供大约是1.56×104J的能量.考虑到手机是向四面八方发射电磁波,设各个方向的强度是大致相同的.鸡蛋所接受的电磁波只可能是手机发射电磁波中的很小一部分(小于1/6).因此手机不可能把鸡蛋煮熟,网站的消息是虚假的.
故答案为:(1)0.49A、0.55W;
(2)减少通话时间、用耳机和小麦克风通话使手机离开头部远一些,减少对于头部的伤害;
(3)这则消息叙述的事实是不能实现的.
点评:此题考查了电磁波在生活的应用,对电磁波知识要有一定的认识,此题涉及的内容较多,要认真分析.
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4.1V 670mAh 300min 2W 900/1800MHz
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(2)请列举两项减小手机微波辐射危害的措施;
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