题目内容
一个电阻为R的长方形线圈abcd沿着磁针所指的南北方向平放在北半球的一个水平桌面上,如图1所示,ab边长为L1,bc边长L2.现突然将线圈翻转180°,使ab与dc交换一下位置,可设法测得导线中流过的电量为Q1,然后维持ad边不移动,将线圈ad边转动,使之突然竖直,这次测得导线中流过的电量为Q2,试求该处地磁场的磁感应强度的大小.
见解析
【试题分析】
线圈水平放在北半球,地磁场在北半球磁场方向是向北斜向下方向的,磁感应强度B可分解为竖直向下的分量B1与水平向北的分量B2.
第一次翻动时,线圈中的磁通量(这时指地磁场的竖直向下分量B1)发生变化,产生感应电动势和感应电流,通过导线截面的电量Q1=I1Δt1=Δφ/R=2B1L1L2/R,可得B1=Q1R/2L1L2.
第二次翻动时,Δφ2=φ′2-φ2=B2L1L2-B1L1L2
Q2=I2Δt2=Δφ2/R=(B2L1L2-B1L1L2)/R
可得B2=R(Q1+2Q2)/2L1L2
所以
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