南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔,其原理示意如圖甲。浮桶(輕密度絕緣材料制成)內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上,浮桶內(nèi)置線圈隨周期T=3s的波浪相對磁體沿豎直方向運動,且始終處于磁場中,該線圈與阻值R=15Ω的燈泡相連。如圖乙所示,浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成,其截面積S=0.2m2(圖乙中斜線陰影部分),其內(nèi)為產(chǎn)生磁場的磁體,與浮桶內(nèi)側(cè)面的縫隙忽略不計;匝數(shù)N=200的線圈所在處輻向磁場的磁感應(yīng)強度B=0.2T,線圈直徑D=0.4m,電阻r=1Ω。假設(shè)浮桶隨波浪上下運動可視為受迫振動,浮桶振動的速度可表示為v=0.4πsin(23πt)m/s,取重力加速度g=10m/s2,π2≈10。
(1)圖甲中,當浮桶向上運動通過平衡位置時,判斷流過燈泡的電流方向(向左或向右),并計算此時的電流大??;
(2)畫出電流i隨時間t的變化圖像,并求線圈在1小時內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱;
(3)已知浮桶與線圈總質(zhì)量為450kg,它們在運動過程中受到安培力與其他力的共同作用,試求0到0.75s時間內(nèi),其他力的沖量。(本題線圈中產(chǎn)生的交變電流與同匝數(shù)線圈在勻強磁場中以周期T=3s勻速轉(zhuǎn)的產(chǎn)生的交變電流等效,如圖丙所示)
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【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:25引用:1難度:0.5
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1.圖甲是法拉第于1831年發(fā)明的人類歷史上第一臺發(fā)電機——圓盤發(fā)電機.圖乙為其示意圖,銅盤安裝在水平的銅軸上,磁感線垂直穿過銅盤;兩塊銅片M、N分別與銅軸和銅盤邊緣接觸,勻速轉(zhuǎn)動銅盤,電阻R就有電流通過.則下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.回路中恒定電流的大小與銅盤轉(zhuǎn)速無關(guān) B.回路中電流大小和方向不變 C.回路中電流方向不變,從M經(jīng)導(dǎo)線流進電阻R,再從N流向銅盤 D.銅盤繞銅軸轉(zhuǎn)動時,沿半徑方向上的金屬“條”切割磁感線,產(chǎn)生電動勢 發(fā)布:2024/12/18 20:30:2組卷:53引用:2難度:0.6 -
2.海浪機械能是未來可使用的綠色能源之一,利用海浪發(fā)電可加速地球上碳中和的實現(xiàn).某科技小組設(shè)計的海浪發(fā)電裝置的俯視圖如圖所示,圓柱體磁芯和外殼之間有輻射狀磁場,它們可隨著海浪上下浮動,磁芯和外殼之間的間隙中有固定的環(huán)形導(dǎo)電線圈,線圈的半徑為L,電阻為r,所在處磁場的磁感應(yīng)強度大小始終為B,磁芯和外殼隨海浪上下浮動的速度為v,v隨時間t的變化關(guān)系為
,其中的T為海浪上下浮動的周期.現(xiàn)使線圈與阻值為R的電阻形成回路,則該發(fā)電裝置在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的電能為( ?。?/h2>v=v0sin2πTtA. 2π2B2v20L2TR+rB. 4π2B2v20L2TR+rC. 2B2v20L2TR+rD. 4B2v20L2TR+r發(fā)布:2024/12/20 16:0:2組卷:336引用:4難度:0.3 -
3.如圖所示運動導(dǎo)體,其產(chǎn)生的感生電勢的方向,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.A點電勢低,A→B B.A點電勢低,B→A C.B點電勢低,A→B D.B點電勢低,B→A 發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:1引用:0難度:0.5
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