Question

【题目】据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间.照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见.如图所示，假设“天宫一号”正以熟读v=7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L=20 m，地磁场的磁感应强度垂直于v、MN所在平面的分量B=1.0×105 T，将太阳帆板视为导体.

（1）求M、N间感应电动势的大小E；
（2）在太阳帆板上将一只“1.5 V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻.试判断小灯泡能否发光，并说明理由；
（3）取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 ， 试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h（计算结果保留一位有效数字）.

Answer 1

【答案】
（1）

解：法拉第电磁感应定律E=BLv，代入数据得E=1.54 V

（2）

解：不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流．

（3）

解：在地球表面有

匀速圆周运动

解得 ，代入数据得h≈4×105 m（数量级正确都算对）。

【解析】（1）根据公式E=BLv求M、N间感应电动势的大小．（2）根据穿过回路的磁通量是否变化，从而判断小灯泡能否正常发光．（3）根据万有引力等于向心力，以及重力等于万有引力，分别列式，即可求h．
【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用和电磁感应现象的相关知识点，需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供.即 F引=F向；应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算；电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流才能正确解答此题．