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精英家教网这是测量地磁场的磁感应强度的一次学生活动(如图),两同学相距10m左右,在东偏北、西偏南11°的沿垂直于地磁方向的两个位置上,面对面将一并联铜芯双绞线,像甩跳绳一样摇动,并将线的两端分别接在灵敏电流计上,双绞线并联后的电阻约为2Ω.绳摇动的频率配合节拍器的节奏,保持在2Hz左右,如果同学持绳的手高约为1m,电流计读数的最大值约为3mA.
(1)请估测地磁场的数量级为
 
T.
(2)将两人站立的位置,改为与刚才方向垂直的两点上,那么电流计读数约为
 
mA.
分析:(1)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.
(2)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.
解答:解:(1)根据闭合电路欧姆定律得:E=IR=3×10-3×2V=6×10-3V
  线圈在匀强磁场中产生的最大电动势为 E=BSω得
又ω=2πf,f=2Hz,S≈hL=1×10=10m2.
代入解得,B=5×10-5 T,数量级为10-5 T.
(2)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.
故答案为:
(1)10-5
(2)I=0
点评:本题建立物理模型是关键,并要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律等等电磁感应基本知识.
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