Question

【題目】在操場(chǎng)上，兩同學(xué)相距L為10m左右，在東偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁場(chǎng)方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一銅芯導(dǎo)線(xiàn)，象甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線(xiàn)的兩端分別接在靈敏電流表上．銅芯導(dǎo)線(xiàn)和電流表等構(gòu)成的回路的總電阻R為2Ω，繩搖動(dòng)的頻率配合節(jié)拍器的節(jié)奏，保持f＝2Hz．如果同學(xué)搖動(dòng)繩子的最大圓半徑h＝1m，電流表的最大值I＝3mA．則可估算此處地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的數(shù)量級(jí)，若將兩人的位置改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，那么電流表的示數(shù)I′將發(fā)生變化。下列結(jié)果正確的是

A. B的數(shù)量級(jí)為10-5T，I′＝0

B. B的數(shù)量級(jí)為10-2T，I′＝9mA

C. B的數(shù)量級(jí)為10-5T，I′＝9mA

D. B的數(shù)量級(jí)為10-2T，I′＝0

Answer 1

【答案】A

【解析】

地球存在南北方向的磁場(chǎng)，當(dāng)閉合電路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)閉合電路歐姆定律求出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由E=BSω求出B。若將兩人站立的位置改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生。

兩同學(xué)在東偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁場(chǎng)方向的兩個(gè)位置上時(shí)，根據(jù)閉合電路歐姆定律得：E=IR；線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為：E=BSω；又：ω=2πf，S≈hL；聯(lián)立以上各式解得：，其中 I=3mA=0.003A，L=10m，R=2Ω，h=1m，f=2Hz，代入數(shù)據(jù)解得：B=5×10-5T，數(shù)量級(jí)為10-5T。若將兩人站立的位置，改為與剛才方向垂直的兩點(diǎn)上，繩與磁場(chǎng)平行，不切割磁感線(xiàn)，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)的讀數(shù)I′=0。故選A。