據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3000km處由東向西飛行，相對地面速度約6.5×103m/s，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長為20km、電阻為800的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直做切割磁感線運(yùn)動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)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(jī)繞地球運(yùn)動一周，懸繩輸出的電能.（已知地球半徑約為6400km）

見試題解析
【試題分析】
（1）根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，懸繩產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為
E=BLv=5200V
（2）懸繩兩端的電壓為路端電壓，可根據(jù)全電路歐姆定律得
U=E-Ir=2800V
（3）根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒，懸繩輸出的電能等于外電路的電功，即
W=UIt=UI×2π（h+r）/v≈7.6×107J
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（12分）據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)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(jī)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(yùn)動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)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(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能（已知地球半徑為6400 km）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功。航天飛機(jī)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(jī)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(yùn)動。假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的。磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)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(jī)繞地球運(yùn)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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科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)報道，1992年7月，美國“阿特蘭蒂斯”號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)取得了部分成功.航天飛機(jī)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(jī)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(yùn)動.假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的.磁感應(yīng)強(qiáng)度為4×10-5 T，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度和航天飛機(jī)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(jī)繞地球運(yùn)行一圈懸繩輸出的電能.（已知地球半徑為6 400 km）

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科目：高中物理 來源： 題型：

據(jù)報道，1992年7月，美國"阿特蘭蒂斯"號航天飛機(jī)進(jìn)行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)取得部分成功．航天飛機(jī)在地球赤道上空離地面約3400km處由東向西飛行，從航天飛機(jī)上向地心方向發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶一根長20km，電阻為800W的金屬懸繩，使這根懸繩與地磁場垂直，做切割磁感線運(yùn)動，假定這一范圍內(nèi)的地磁場是均勻的，磁感應(yīng)強(qiáng)度約為，且認(rèn)為懸繩上各點(diǎn)的切割速度都與航天飛機(jī)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）航天飛機(jī)相對于地面的大約速度?（地表面重力加速度為，地球半徑為6400km）

（2）懸線中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢?

（3）懸線兩端的電壓?

（4）航天飛機(jī)繞地球運(yùn)行一周懸線輸出的電能?

 

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