Question

19．某大學生設(shè)計的“波浪發(fā)電機”在“大學生美麗中國綠色創(chuàng)意大賽”上獲得冠軍． 該“波浪發(fā)電機”內(nèi)部裝有金屬彈簧振子和磁鐵．金屬彈簧振子作為發(fā)電機的動子，在發(fā)電機收到海洋波浪的作用力時，金屬彈簧振子就開始通過做切割磁感線運動發(fā)電．經(jīng)測算，單個波浪發(fā)電機一年可以發(fā)電537千瓦時．
（1）根據(jù)電與磁的知識，波浪發(fā)電機的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象．
（2）理論上，單個波浪發(fā)電機一年發(fā)的電能使“220V 100W”的燈泡正常發(fā)光多少小時？
（3）學生發(fā)現(xiàn)，用較長的輸電線把電從發(fā)電機引到該燈泡時，燈泡亮度比正常發(fā)光時要暗一些．經(jīng)測量，該燈泡上的實際電壓為198伏，求該燈的實際功率？

Answer 1

分析 （1）閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動，在電路中就會產(chǎn)生電流，該現(xiàn)象就稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，發(fā)電機就是利用該原理制成的．
（2）已知單個波浪發(fā)電機一年可以發(fā)電537千瓦時，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可求得燈泡正常發(fā)光時間．
（3）根據(jù)“220V 100W”求得燈泡的電阻，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求得該燈的實際功率．

解答 解：（1）根據(jù)題意可知，波浪發(fā)電機是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的．
（2）W=537kW•h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，燈泡正常發(fā)光時間t=$\frac{W}{P}$=$\frac{537kW•h}{0.1kW}$=5370h；
（3）P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈泡的電阻R=$\frac{{U}_{額}^{2}}{{P}_{額}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω，
該燈的實際功率P_實際=$\frac{{U}_{實}^{2}}{R}$=$\frac{{（198V）}^{2}}{484Ω}$=81W．
答：（1）電磁感應(yīng)現(xiàn)象；
（2）單個波浪發(fā)電機一年發(fā)的電能使該燈泡正常發(fā)光5370小時；
（3）燈泡的實際功率為81W．

點評 此題考查電功和電功率的計算，運用好P=$\frac{{U}^{2}}{R}$以及其公式變形是解答此題的關(guān)鍵．此題難易程度適中．