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				[例3]據(jù)報道.1992年7月.美國“阿特蘭蒂斯 號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗.實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行.相對地面速度大約6.5×103 m/s.從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星.攜帶一根長20 km.電阻為800 Ω的金屬懸繩.使這根懸繩與地磁場垂直.做切割磁感線運動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強度為4×10-5T.且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計.通過電離層的作用.懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流.試求:(1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢,(2)懸繩兩端的電壓,(3)航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為6400 km).命題意圖:考查考生信息攝取.提煉.加工能力及構(gòu)建物理模型的抽象概括能力.錯解分析:考生缺乏知識遷移運用能力和抽象概括能力.不能于現(xiàn)實情景中構(gòu)建模型(切割磁感線的導(dǎo)體棒模型)并進行模型轉(zhuǎn)換(轉(zhuǎn)換為電源模型及直流電路模型).無法順利運用直流電路相關(guān)知識突破.解題方法與技巧:將飛機下金屬懸繩切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢看作電源模型.當(dāng)它通過電離層放電可看作直流電路模型.如圖所示. (1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢:			【查看更多】
			


		
           
          


		
          
		
          題目列表(包括答案和解析)
          

		
		
          

          


          
	
          				
          
									
          據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km，電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層(由等離子體組成)的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：
          (1)金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
          (2)懸繩兩端的電壓；
          (3)航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能(已知地球半徑為6 400 km).
          

			
          
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          （20分）據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功。航天飛機在地球赤道上空離地面約3000Km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，作切割磁感線運動。假設(shè)這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可產(chǎn)生約3A的感應(yīng)電流，試求：
          （1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
          （2）懸繩兩端的電壓；
          （3）航天飛機繞地球運行一圈，懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6400km）
          

			
          
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          據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km、電阻為800 Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強度為4×10-5 T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：
          （1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
          （2）懸繩兩端的電壓；
          （3）航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能.（已知地球半徑為6 400 km）
          

			
          
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          （12分）據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同.根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：
          （1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；
          （2）懸繩兩端的電壓；
          （3）航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6400 km）。
          

			
          
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          據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗，實驗取得了部分成功。航天飛機在地球赤道上空離地面約3 000 km處由東向西飛行，相對地面速度大約6.5×103 m/s，從航天飛機上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20 km，電阻為800Ω的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運動。假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的。磁感應(yīng)強度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點的切割速度和航天飛機的速度相同。根據(jù)理論設(shè)計，通過電離層（由等離子體組成）的作用，懸繩可以產(chǎn)生約3 A的感應(yīng)電流，試求：?
          （1）金屬懸繩中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢；?
          （2）懸繩兩端的電壓；?
          （3）航天飛機繞地球運行一圈懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6.4×103 km）。????
          

			
          
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          1.B.提示：將圓環(huán)轉(zhuǎn)換為并聯(lián)電源模型，如圖
          2.CD     3.AD
          4.Q=IΔt=或Q=
          5.（1）3.2×10-2 N （2）1.28×10-2 J
          提示：將電路轉(zhuǎn)換為直流電路模型如圖. 
          6.（1）電壓表  理由略
（2）F=1.6 N （3）Q=0.25 C
          7.（1）如圖所示，當(dāng)EF從距BD端s處由靜止開始滑至BD的過程中，受力情況如圖所示.安培力：F安=BIl=B
          根據(jù)牛頓第二定律：a=                                                            ①
          所以，EF由靜止開始做加速度減小的變加速運動.當(dāng)a=0時速度達(dá)到最大值vm.
          由①式中a=0有：Mgsinθ-B2l2vm/R=0                                                                 ②
          vm=
          （2）由恒力F推至距BD端s處，棒先減速至零，然后從靜止下滑，在滑回BD之前已達(dá)最大速度vm開始勻速.
          設(shè)EF棒由BD從靜止出發(fā)到再返回BD過程中，轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能為ΔE.根據(jù)能的轉(zhuǎn)化與守恒定律：
          Fs-ΔE=Mvm2                                                                                                                                                                                                           ③
          ΔE=Fs-M（）2                                                                                                                                                                   ④
          8.（1）每半根導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
          E1=Bl=Bl2ω=×０.4×103×（0.5）2 V=50 V.
          （2）兩根棒一起轉(zhuǎn)動時，每半根棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小相同、方向相同（從邊緣指向中心），相當(dāng)于四個電動勢和內(nèi)阻相同的電池并聯(lián)，得總的電動勢和內(nèi)電阻
          為E=E1=50 V，r=R0=0.1 Ω
          當(dāng)電鍵S斷開時，外電路開路，電流表示數(shù)為零，電壓表示數(shù)等于電源電動勢，為50 V.
          當(dāng)電鍵S′接通時，全電路總電阻為
          R′=r+R=（0.1+3.9）Ω=4Ω.
          由全電路歐姆定律得電流強度（即電流表示數(shù)）為
          I= A=12.5 A.
          此時電壓表示數(shù)即路端電壓為
          U=E-Ir=50-12.5×0.1 V=48.75 V（電壓表示數(shù)）
          或U=IR=12.5×3.9 V=48.75 V
          		
          
	
          
	
          
		
          


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