Question

19．某大学生设计的“波浪发电机”在“大学生美丽中国绿色创意大赛”上获得冠军． 该“波浪发电机”内部装有金属弹簧振子和磁铁．金属弹簧振子作为发电机的动子，在发电机收到海洋波浪的作用力时，金属弹簧振子就开始通过做切割磁感线运动发电．经测算，单个波浪发电机一年可以发电537千瓦时．
（1）根据电与磁的知识，波浪发电机的工作原理是电磁感应现象．
（2）理论上，单个波浪发电机一年发的电能使“220V 100W”的灯泡正常发光多少小时？
（3）学生发现，用较长的输电线把电从发电机引到该灯泡时，灯泡亮度比正常发光时要暗一些．经测量，该灯泡上的实际电压为198伏，求该灯的实际功率？

Answer 1

分析 （1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，在电路中就会产生电流，该现象就称为电磁感应现象，发电机就是利用该原理制成的．
（2）已知单个波浪发电机一年可以发电537千瓦时，根据P=$\frac{W}{t}$可求得灯泡正常发光时间．
（3）根据“220V 100W”求得灯泡的电阻，再利用P=$\frac{{U}^{2}}{R}$求得该灯的实际功率．

解答 解：（1）根据题意可知，波浪发电机是利用电磁感应现象制成的．
（2）W=537kW•h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，灯泡正常发光时间t=$\frac{W}{P}$=$\frac{537kW•h}{0.1kW}$=5370h；
（3）P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，灯泡的电阻R=$\frac{{U}_{额}^{2}}{{P}_{额}}$=$\frac{{（220V）}^{2}}{100W}$=484Ω，
该灯的实际功率P_实际=$\frac{{U}_{实}^{2}}{R}$=$\frac{{（198V）}^{2}}{484Ω}$=81W．
答：（1）电磁感应现象；
（2）单个波浪发电机一年发的电能使该灯泡正常发光5370小时；
（3）灯泡的实际功率为81W．

点评 此题考查电功和电功率的计算，运用好P=$\frac{{U}^{2}}{R}$以及其公式变形是解答此题的关键．此题难易程度适中．