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)。????

解析: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。?

解:(1)金屬繩產(chǎn)生的電動勢?

E=Blv=4×10-5×20×103×6.5×103V=5.2×103V;?

(2)懸繩兩端電壓,即路端電壓可由閉合電路歐姆定律得?

U=E-Ir=5.2×103V-3×800V=2.8×103V;?

(3)飛機繞地運行一周所需時間?

t=≈9.1×103s??

則飛機繞地運行一圈輸出電能?

E=UIt=2.8×103×3×9.1×103J≈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:

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)航天飛機繞地球運動一周,懸繩輸出的電能.(已知地球半徑約為6400km)

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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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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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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"號航天飛機進行了一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗取得部分成功.航天飛機在地球赤道上空離地面約3400km處由東向西飛行,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800W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)強度約為,且認為懸繩上各點的切割速度都與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)航天飛機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)航天飛機繞地球運行一周懸線輸出的電能?

 

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