Question

在操場上，兩同學(xué)相距L為10m左右，在沿垂直于地磁場方向的兩個(gè)位置上，面對(duì)面將一并聯(lián)銅芯雙絞線，象甩跳繩一樣搖動(dòng)，并將線的兩端分別接在靈敏電流計(jì)上（如圖所示）．雙絞線并聯(lián)后的電阻R為0.2Ω，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很小，約為0.1m，電流計(jì)的最大值I=3mA．  試估算地磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)

 

．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式B=

 

．（用R，I，L，f，h等已知量表示）

Answer 1

分析：地球存在南北方向的磁場，當(dāng)閉合電路中的部分導(dǎo)體做切割磁感線運(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，由E=BSω求出B．

解答：解：由閉合電路歐姆定律得：I=

E

R

，則E=IR，
線圈在勻強(qiáng)磁場中產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢為：E=BSω，
又：ω=2πf，S≈hL，
解得：B=

IR

2πLhf

，
代入數(shù)據(jù)解得：B≈5×10^-5 T，數(shù)量級(jí)為10^-5 T．
故答案為：10^-5T；

IR

2πLhf

．

點(diǎn)評(píng)：本題建立物理模型是關(guān)鍵，并要掌握法拉第電磁感應(yīng)定律、歐姆定律等等電磁感應(yīng)基本知識(shí)．