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。求:
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(1)波浪发电产生电动势e的瞬时表达式;
(2)灯泡的电功率;
(3)灯泡两端电压的有效值。
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(1)波浪发电产生电动势e的瞬时表达式;
(2)灯泡的电功率;
(3)灯泡两端电压的有效值。
更新时间:2017-12-28 23:25:10
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解答题
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适中
(0.65)
【推荐1】如图为某交流发电机和外接负载的示意图,发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈,其中ac长为L1=10cm,ab长为L2=5cm。线圈绕垂直于磁场的轴
在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中以ω=200rad/s的角速度匀速转动(不计一切摩擦),线圈总电阻为r=2.0Ω,外电路负载电阻为R=8.0Ω。试求:
(1)由图示位置开始计时交变电动势的表达式;
(2)由图示位置转过
角的过程中产生的平均感应电动势;
(3)由图示位置转过
周期内通过R的电荷量为多少;
(4)交流电压表的示数;
(5)转动一周回路中产生总的焦耳热。
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(1)由图示位置开始计时交变电动势的表达式;
(2)由图示位置转过
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(3)由图示位置转过
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(4)交流电压表的示数;
(5)转动一周回路中产生总的焦耳热。
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长
、
,其匝数
匝,总电阻
,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和
的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度
,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴
匀速转动,角速度
。求:
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(
)从图示位置开始计时,请写出
上的电流的瞬时值表达式;
(
)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,经过
周期通过电阻
的电荷量;
(
)在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。
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(0.65)
名校
【推荐1】如图所示,在光滑水平面上有一边长为
的单匝正方形闭合导线框abcd,处于磁感应强度为
的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成,它的总电阻为
。线框平面与磁感线垂直,且ab边与磁场边界平齐。请根据下列情境求解相应物理量。
(1)若用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度
向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,求线框被拉出磁场的过程中c、d两点间的电压大小;
(2)若线框固定,已知磁感应强度B的变化率
随时间
的变化关系式为
,求回路中感应电流的有效值
;
(3)若线框绕ab边转动出磁场,求回路中通过的电量。
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(1)若用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度
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(2)若线框固定,已知磁感应强度B的变化率
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(3)若线框绕ab边转动出磁场,求回路中通过的电量。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/2/347a0ce6-53bb-41bf-bdf4-1583b0e099fe.png?resizew=163)
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适中
(0.65)
【推荐2】如图所示,位于竖直平面内的矩形金属线圈,边长
、
,匝数
匝,总电阻
,线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环
、
(集流环)焊接在一起,并通过电刷和
的定值电阻相连接.线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场,磁感应强度
,在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴
匀速转动,角速度
。求:
(
)电阻R的电功率;
(
)从线圈通过中性面(即线圈平面与磁场方向垂直的位置)开始计时,经过
周期通过电阻
的电荷量;
(
)在线圈转动一周的过程中,整个电路产生的焦耳热。
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(0.65)
名校
【推荐1】发电机转子是匝数
,边长
的正方形线圈,其置于磁感应强度
的匀强磁场中,绕着垂直磁场方向的轴以
的角速度转动,当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。线圈的电阻
,外电路电阻
。试求:
(1)写出交变电流瞬时值表达式;
(2)外电阻上消耗的功率;
(3)从计时开始,线圈转过
过程中,通过外电阻的电荷量是多少?
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4d0ce3481a0f622deb3484706965fbe.png)
(1)写出交变电流瞬时值表达式;
(2)外电阻上消耗的功率;
(3)从计时开始,线圈转过
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(0.65)
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【推荐2】如图所示,两根平行的光滑金属导轨
和
水平放置,导轨右端接理想变压器的原线圈,变压器副线圈与定值电阻构成一闭合电路.质量为m的导体棒
放在导轨上,在水平外力F的作用下从
时刻开始在图示两虚线范围内往复运动,其速度随时间的变化规律为
。导轨的宽度为L,垂直于导轨平面的匀强磁场的磁感应强度大小为B,定值电阻阻值为R,变压器线圈匝数之比
,导体棒和导轨的电阻均不计。求:
(1)从
到
时间内电阻R产生的热量Q;
(2)从
到
时间内外力F所做的功W.
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/396f8a4579aa9a7653b600405f0d69fd.png)
(1)从
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(2)从
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aeb9a94e392f6759b18abed89aacc5e.png)
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