南海上有一浮桶式波浪发电灯塔,其原理示意如图甲。浮桶*(轻密度绝缘材料制成)内的磁体通过支柱固定在暗礁上,浮桶内置线圈随周期T=3s的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。如图乙所示,浮桶下部由内、外两密封圆筒构成,其截面积S=0.2m
2(图乙中斜线阴影部分),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的线圈所在处辐向磁场的磁感应强度B=0.2T,线圈直径D=0.4m,电阻r=1Ω。假设浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,浮桶振动的速度可表示为

,取重力加速度g=10m/s
2,π
2≈10。

(1)图甲中,当浮桶上下运动通过平衡位置时,判断流过灯泡的电流方向(向左或向右),并计算此时的电流大小;
(2)画出电流i随时间t的变化图像,并求线圈在1小时内产生的焦耳热;
(3)已知浮桶与线圈总质量为450kg,它们在运动过程中受到安培力与其他力的共同作用,试求0到0.75s时间内,其他力的冲量。(本题线圈中产生的交变电流与同匝数线圈在匀强磁场中以周期T=3s匀速转的产生的交变电流等效,如图丙所示)。