9.风力发电机是将风能(气流的动能)转化为电能的装置,在能源危机日趋严重的今天日渐被更多的国家重视和开发.世界上最大海上风电场--伦敦阵列于2013年7月正式投入运营.此风电场位于伦敦泰晤士河口外,长达20公里,面积约100平方公里,安装有175台着床式风车.风力发电机主要部件包括风轮机、齿轮箱,发电机等.如图1所示,风车风轮机叶片长度r=60m,风轮机叶片旋转所扫过的面积为发电机可接受风能的面积.已知风能的利用率为K=25%,ρ=1.3kg/m3

(1)依据现有技术,大约是v=3m/s的速度(微风的程度),便可以开始发电.此时风电场一台风车的发电功率为多少?
(2)若考虑轮休和检修,发电时风电场有$\frac{2}{5}$的风车处于关闭状态.又因发电机自身的损耗,发电机输出效率为η,请写出当风速为v时,此风电场的总输出功率的表达式(用题中所给的符号)?
(3)发电机原理可以简化为以下两种模型:
模型一:如图2所示,两磁极固定,让N匝矩形线圈在磁感强度为B的匀强磁场中绕线圈的中轴线匀速转动,转动的角速度为ω,线圈的面积为S,求当线圈处于图示位置(线圈平面与磁场平行)时,线圈上产生的感应电动势E为多大?
模型二:仍如图2所示,线圈固定,让两磁极绕线圈中轴线逆时针转动,设转动过程中垂直于线圈平面的磁感强度分量B随时间变化可以简化为如图3所示,请定性画出感应电动势随时间的变化图.
 0  146645  146653  146659  146663  146669  146671  146675  146681  146683  146689  146695  146699  146701  146705  146711  146713  146719  146723  146725  146729  146731  146735  146737  146739  146740  146741  146743  146744  146745  146747  146749  146753  146755  146759  146761  146765  146771  146773  146779  146783  146785  146789  146795  146801  146803  146809  146813  146815  146821  146825  146831  146839  176998 

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