Question

在操场上，两同学相距L为10m左右，在沿垂直于地磁场方向的两个位置上，面对面将一并联铜芯双绞线，象甩跳绳一样摇动，并将线的两端分别接在灵敏电流计上（如图所示）．双绞线并联后的电阻R为0.2Ω，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很小，约为0.1m，电流计的最大值I=3mA．  试估算地磁场的磁感应强度的数量级

 

．数学表达式B=

 

．（用R，I，L，f，h等已知量表示）

Answer 1

分析：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．

解答：解：由闭合电路欧姆定律得：I=

E

R

，则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，
解得：B=

IR

2πLhf

，
代入数据解得：B≈5×10^-5 T，数量级为10^-5 T．
故答案为：10^-5T；

IR

2πLhf

．

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．