解答题 较难0.4 引用3 组卷943
南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意如图甲.浮桶*(轻密度绝缘材料制成)内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随周期T=3s的波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连.如图乙所示,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成,其截面积S=0.2m2(图乙中斜线阴影部分),其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.假设浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,浮桶振动的速度可表示为
,取重力加速度g=10m/s2,π2≈10.
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/6/29/aba1d57c-35d5-4984-a437-73fc51fd1c02.png?resizew=500)
(1)图甲中,当浮桶上下运动通过平衡位置时,判断流过灯泡的电流 方向 (向左或向右),并计算此时的电流大小;
(2)画出电流i随时间t的变化图像,并求线圈在1小时内产生的焦耳热;
(3)已知浮桶与线圈总质量为450kg,它们在运动过程中受到安培力与其他力的共同作用,试求0到0.75s时间内,其他力的冲量.(本题线圈中产生的交变电流与同匝数线圈在匀强磁场中以周期T=3s匀速转的产生的交变电流等效,如图丙所示).
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(1)图甲中,当浮桶上下运动通过平衡位置时,判断流过灯泡的电流 方向 (向左或向右),并计算此时的电流大小;
(2)画出电流i随时间t的变化图像,并求线圈在1小时内产生的焦耳热;
(3)已知浮桶与线圈总质量为450kg,它们在运动过程中受到安培力与其他力的共同作用,试求0到0.75s时间内,其他力的冲量.(本题线圈中产生的交变电流与同匝数线圈在匀强磁场中以周期T=3s匀速转的产生的交变电流等效,如图丙所示).
2018·浙江杭州·一模
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海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电.在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图甲所示.浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中斜线阴影部分),如图乙所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω.取重力加速度g=10m/s2,π2≈10.若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4πsin (πt) m/s.则( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/5/1895515682168832/1905357865263104/STEM/57eb8770-b075-4cd8-a1ed-890617205230.png?resizew=288)
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A.灯泡中电流i的瞬时表达式为i=4sin(πt)A |
B.波浪发电产生电动势e的瞬时表达式为e=0.32sin(πt)V |
C.灯泡的电功率为120W |
D.灯泡两端电压的有效值为 |
海洋中蕴藏着巨大的能量,利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意图如图(甲)所示,浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中。该线圈与阻值R=15 Ω的灯泡相连,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图中阴影部分),如图(乙)所示,其内为产生磁场的磁体,与浮桶内侧面的缝隙忽略不计;匝数N=200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B=0.2 T,线圈直径D=0.4 m,电阻r=1 Ω。取重力加速度g=10 m/s2,π2≈10。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v=0.4πsinπt(m/s),则下列说法正确的是( )
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/31/2948273891663872/2948314365624320/STEM/13bf87cf-8ec9-462c-907b-d66af784144f.png?resizew=329)
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A.波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e=64sinπt(V) |
B.灯泡中电流i的瞬时值表达式为i=sinπt(A) |
C.灯泡的电功率为120 W |
D.灯泡两端电压的有效值为30 |
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