题目内容
【题目】在操场上，两同学相距L为10m左右，在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一铜芯导线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流表上．铜芯导线和电流表等构成的回路的总电阻R为2Ω，绳摇动的频率配合节拍器的节奏，保持f＝2Hz．如果同学摇动绳子的最大圆半径h＝1m，电流表的最大值I＝3mA．则可估算此处地磁场的磁感应强度B的数量级，若将两人的位置改为与刚才方向垂直的两点上，那么电流表的示数I′将发生变化。下列结果正确的是
A. B的数量级为10-5T，I′＝0
B. B的数量级为10-2T，I′＝9mA
C. B的数量级为10-5T，I′＝9mA
D. B的数量级为10-2T，I′＝0
【答案】A
【解析】
地球存在南北方向的磁场，当闭合电路中的部分导体做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。根据闭合电路欧姆定律求出感应电动势，由E=BSω求出B。若将两人站立的位置改为与刚才方向垂直的两点上，没有感应电流产生。
两同学在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁场方向的两个位置上时，根据闭合电路欧姆定律得：E=IR；线圈在匀强磁场中产生的最大电动势为：E=BSω；又：ω=2πf，S≈hL；联立以上各式解得：
，其中 I=3mA=0.003A，L=10m，R=2Ω，h=1m，f=2Hz，代入数据解得：B=5×10-5T，数量级为10-5T。若将两人站立的位置，改为与刚才方向垂直的两点上，绳与磁场平行，不切割磁感线，没有感应电流产生，电流计的读数I′=0。故选A。
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