Question

8．已知某區(qū)域的水平地面下1m深處埋有一根與地表面平行的直線電纜，其中通有變化的電流．為確定電纜的確切位置，在地面上用一個(gè)閉合小線圈進(jìn)行探測(cè)：使線圈平面平行于地面，位于A、B兩點(diǎn)時(shí)測(cè)得線圈內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則可以判定地下電纜在A、B兩點(diǎn)連線的正下方（選填“正下方”或“垂直平分線的正下方”）．C點(diǎn)與A、B位于同一水平面，A、B、C三點(diǎn)恰好位于邊長(zhǎng)為2m的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，如圖所示．當(dāng)線圈平面與地面成60°（或120°）夾角時(shí)，才可能在C處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．

Answer 1

分析 通過(guò)試探小線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)確定變化的磁場(chǎng)在何處．當(dāng)小線圈沒(méi)有電動(dòng)勢(shì)時(shí)，不是沒(méi)有磁場(chǎng)，而是線圈與磁場(chǎng)垂直或通過(guò)線圈的磁通量為零．

解答 解：當(dāng)線圈平面平行地面測(cè)量時(shí)，在地面上于A、B兩處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零，說(shuō)明通過(guò)線圈的磁通量為零，則小線圈在于A、B兩處的正上方，即地下電纜在A、B兩點(diǎn)連線的正下方；
因C點(diǎn)與A、B位于同一水平面，則C處線圈中的電動(dòng)勢(shì)不為零，說(shuō)明穿過(guò)小線圈的磁通量發(fā)生變化，則試探線圈在通電直導(dǎo)線的兩邊．
當(dāng)線圈平面與通電導(dǎo)線在該處磁感線相切時(shí)，在C處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．
由于A、B、C恰好位于邊長(zhǎng)為2m的三個(gè)頂角上．因水平地面下距通電1m深處，而C距通電導(dǎo)線2m，
所以當(dāng)線圈平面與地面成60°（120°）夾角時(shí)，C處測(cè)得試探線圈中的電動(dòng)勢(shì)為零．
故答案為：正下方，60°（120°）．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零時(shí)，說(shuō)明小線圈在直導(dǎo)線的正上方．當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則小線圈在直導(dǎo)線仍是正上方，從而確定直導(dǎo)線的位置．