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7.大型游轮在海上航行时根据《1974年海上人命公约》及1983修正案中相关规定,船上要配备救生艇.如图1所示是我国某科研机构自主研制的自由抛落全封闭救生艇.如表是一型号救生艇的尺寸.
型号计算长度艇宽总高额定乘员总重量
6.0FF 耐火型6.00m3.16m3.24m22-26人5130KG
灾难来临时,为了保证安全,要求救生艇能在几秒钟内从船上脱离并逃离大型船舶下沉时形成的巨大的海面漩涡,为此需要试验此救生艇能否从50m高度的游轮上面抛出后平稳跃升到水面迅速离开.设某次实验时救生艇恰好沿着南北方向,面向南方,沿着和水平成600角的斜面由静止开始加速运动,斜面一直延伸到水面,斜面和救生艇底部不计摩擦,假设在这一位置地磁场恰好垂直此斜面.如图,试验艇为玻璃钢制成,艇内壁恰好有U型导线通过艇内部地面延伸到两侧面最宽处,救生艇落海瞬间左右两侧导线端点间的电动势为1.5mv.方便计算艇宽取作$\sqrt{10}$m,g=10m/s2.求此处地磁场的磁感应强度B.(结果保留一位有效数字)

分析 不计摩擦,由机械能守恒定律求出救生艇落海瞬间的速度大小,再由E=BLv求解地磁场的磁感应强度B.

解答 解:据题可知,此处地磁场的磁感应强度B的方向:与水平地面成30°角斜向下.
设救生艇下落50m速度为v,根据机械能守恒定律:mgh=$\frac{1}{2}$mv2
代入数值得:v=10$\sqrt{10}$ m/s  
根据法拉第电磁感应定律:E=Blv   
得:B=$\frac{E}{Lv}$=$\frac{1.5×1{0}^{-3}}{\sqrt{10}×10\sqrt{10}}$T≈2×10-5T
答:此处地磁场的磁感应强度B大小为2×10-5T,的方向:与水平地面成30°角斜向下.

点评 解决本题的关键要建立物理模型,本题与导体棒切割磁感线相似,遵守法拉第电磁感应定律.

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