專題12電、磁場在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用2綜述

1、04年高三物理熱點專題考點12電磁場在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用命題趨勢電磁場的問題歷來是高考的熱點，隨著高中新課程計劃的實施，高考改革的深化， 這方面的問題依然是熱門關(guān)注的焦點，往往以在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用的形式出現(xiàn)在問題的 情景中，這幾年在理科綜合能力測試中更是如此。2000年理科綜合考霍爾效應(yīng)，占16分；2001年理科綜合考卷電磁流量計（6分）、質(zhì)譜儀（14分），占20分；2002年、2003 年也均有此類考題。每年都考，且分值均較高。將其他信號轉(zhuǎn)化成電信號的問題較多的會在選擇題和填空題中出現(xiàn)；而用電磁場的 作用力來控制運(yùn)動的問題在各種題型中都可能出現(xiàn)，一般難度和分值也會大些，甚至作 為壓軸題。知識概

2、要電磁場在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，主要有兩類，一類是利用電磁場的變化將其他信號轉(zhuǎn) 化為電信號，進(jìn)而達(dá)到轉(zhuǎn)化信息或自動控制的目的；另一類是利用電磁場對電荷或電流 的作用，來控制其運(yùn)動，使其平衡、加速、偏轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動，已達(dá)到預(yù)定的目的。例如：密立根實驗電場力與重力實驗速度選擇器一電場力與洛倫茲力的平衡直線加速器電場的加速質(zhì)譜儀一磁場偏轉(zhuǎn)示波管一電場的加速和偏轉(zhuǎn)回旋加速器一電場加速、磁場偏轉(zhuǎn)電流表安培力矩電視機(jī)顯像官電場加速、磁場偏轉(zhuǎn)電動機(jī)安培力矩磁流體發(fā)電一電場力與洛倫茲力的平衡霍爾效應(yīng)一電場力與洛倫茲力作用下的偏 轉(zhuǎn)與平衡磁流體發(fā)電機(jī)電場力與洛倫茲力作用下 的偏轉(zhuǎn)與平衡討論與電磁場有關(guān)的實際問題，首先應(yīng)通

3、過分析將其提煉成純粹的物理問題，然后 用解決物理問題的方法進(jìn)行分析。這里較多的是用分析力學(xué)問題的方法；對于帶電粒子 在磁場中的運(yùn)動，還特別應(yīng)注意運(yùn)用幾何知識尋找關(guān)系。點撥解疑【例題1】（2001年高考理綜卷）圖1是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器工作原理示意圖。 設(shè)法使某有機(jī)化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子變成正一價的分子離子。分子離子從狹縫6以很小的速度進(jìn)入電壓為 U的加速電場區(qū)（初速不計），加速后，再通過狹縫 s2、S3射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場，方向 垂直于磁場區(qū)的界面 PQ。最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹 縫S3的細(xì)線。若測得細(xì)

4、線到狹縫S3的距離為d感光片圖1（1）導(dǎo)出分子離子的質(zhì)量 m的表達(dá)式。（2） 根據(jù)分子離子的質(zhì)量數(shù) M可用推測有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)簡式。若某種含C、H和 鹵素的化合物的 M為48,寫出其結(jié)構(gòu)簡式。（3） 現(xiàn)有某種含 C、H和鹵素的化合物，測得兩個M值，分別為64和66。試說明 原因，并寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式。在推測有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)時，可能用到的含量較多的同位素的質(zhì)量數(shù)如下表：元素HCFClBr含量較多的同 位素的質(zhì)量數(shù)1121935，3779，81【點撥解疑】（1 ）為測定分子離子的質(zhì)量，該裝置用已知的電場和磁場控制其運(yùn)動， 實際的運(yùn)動現(xiàn)象應(yīng)能反映分子離子的質(zhì)量。這里先是電場的加速作用，后是磁場的偏轉(zhuǎn)

5、 作用，分別討論這兩個運(yùn)動應(yīng)能得到答案。以m、q表示離子的質(zhì)量電量， 以v表示離子從狹縫S2射出時的速度，由功能關(guān)系可 得1 2 mv = qU2射入磁場后，在洛侖茲力作用下做圓周運(yùn)動，由牛頓定律可得2vqvB 二 mR式中R為圓的半徑。感光片上的細(xì)黑線到S3縫的距離d = 2R解得qB2d2m8U(2) CH3CH2F(3) 從M的數(shù)值判斷該化合物不可能含 Br而只可能含Cl，又因為Cl存在兩個含 量較多的同位素，即35Cl和37Cl，所以測得題設(shè)含C、H和鹵素的某有機(jī)化合物有兩個M值，其對應(yīng)的分子結(jié)構(gòu)簡式為 CH3CH235Cl M = 64; CH3CH237Cl M = 66【例題2

6、(2000年高考理綜卷)如圖 2所示，厚度為h、寬為d的導(dǎo)體板放在垂直 于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的均勻磁場中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實驗表明，當(dāng)磁場不太強(qiáng)時電勢IB差U，電流I和B的關(guān)系為U = kd式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù)。霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運(yùn)動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在 導(dǎo)體板的另一側(cè)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場，橫向電場對電子施加與洛倫茲 力方向相反的靜電力，當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時，導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成 穩(wěn)定的電勢差。設(shè)電流I是由電子定向流動形成的，電子的平均定向速度為v,電量為

7、e,回答下列問題：(1 )達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢 下側(cè)面A的電勢(填高于、 低于或等于)(2 )電子所受的洛倫茲力的大小為 。(3) 當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時，電子所受的靜電力的大小為 (4) 由靜電力和洛倫茲力平衡的條件，證明霍爾系數(shù) k=-，其中n代表導(dǎo)體板單ne位體積中電子的個數(shù)?！军c撥解疑霍爾效應(yīng)對學(xué)生來說是課本里沒有出現(xiàn)過的一個新知識，但試題給出了霍爾效應(yīng)的解釋，要求學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，調(diào)動所學(xué)知識解決問題，這實際上是對 學(xué)生學(xué)習(xí)潛能的測試，具有較好的信度和效度。（1 ）首先分析電流通過導(dǎo)體板時的微觀物理過程。由于導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感 應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場

8、中，電流是電子的定向運(yùn)動形成的，電流方向從左到右，電子運(yùn) 動的方向從右到左。根據(jù)左手定則可判斷電子受到的洛侖茲力的方向向上，電子向A板聚集，A1板出現(xiàn)多余的正電荷，所以A板電勢低于A1板電勢，應(yīng)填“低于”。（2）電子所受洛侖茲力的大小為f = evB（3）橫向電場可認(rèn)為是勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E = U ，電子所受電場力的大小為h（4）電子受到橫向靜電力與洛倫茲力的作用，由兩力平衡有Ue = evB可得 U= h v Bh通過導(dǎo)體的電流強(qiáng)度微觀表達(dá)式為I二nevdhIB由題目給出的霍爾效應(yīng)公式u，有dhvB = KnevdhB1得K = dne點評：該題是帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，但原先只有磁場，

9、電場是在通電后自 行形成的，在分析其他問題時，要注意這類情況的出現(xiàn)。 聯(lián)系宏觀量I和微觀量的電流 表達(dá)式I =nevdh是一個很有用的公式。【例題3】 正負(fù)電子對撞機(jī)的最后部分的簡化示意圖如圖3所示（俯視圖），位于水平面內(nèi)的粗實線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負(fù)電子作圓運(yùn)動的“容器”，經(jīng)過加速器加速后的正、負(fù)電子分別引入該管道時，具有相等的速度v,它們沿管道向相反的方向運(yùn)動。在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的Ai、A2、A3、An,共n個，均勻分布在整個圓環(huán)上（圖中只示意性地用細(xì)實線畫了幾個，其他的用虛線表示），每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強(qiáng)磁場，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度都相同，方向豎直向下。磁

10、場區(qū)域 的直徑為d,改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁感應(yīng)強(qiáng)度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)角度的 大小。經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實現(xiàn)了電子沿管道的粗虛線運(yùn)動，這時電子經(jīng)每個磁場區(qū) 域時入射點和出射點都是磁場區(qū)域的同一直徑的兩端，如圖4所示。這就為正、負(fù)電子的對撞做好了準(zhǔn)備。（1 ）試確定正、負(fù)電子在管道中是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的。（2）已知正、負(fù)電子的質(zhì)量都是m所帶的電荷都是 e,重力不計。求電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小?！军c撥解疑】（1）根據(jù)洛倫茲力提供向心力和磁場方向向下，可判斷出正電子沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，負(fù)電子沿順時針方向轉(zhuǎn)動。（2）如圖5所示，電子經(jīng)過每個電磁鐵，偏轉(zhuǎn)角度是處直徑的夾角為二，電子在磁場

11、內(nèi)作圓周運(yùn)動的半徑為2，射入電磁鐵時與該nmvR。由幾何關(guān)系可知，Be2a兀2mvsinsin -d，解得：B 二n22Rde【例題4】 圖6是生產(chǎn)中常用的一種延時繼電器的示意圖。鐵芯上有兩個線圈A和B。線圈A跟電源連接，線圈B的兩端接在一起，構(gòu)成一個閉合電路。 在拉開開關(guān)S的時 候，彈簧k并不能立即將銜鐵 D拉起，從而使觸頭 C （連接工作電路）立即離開，過一 段時間后觸頭 C才能離開；延時繼電器就是這樣得名的。試說明這種繼電器的工作原理?！军c撥解疑】當(dāng)拉開開關(guān) S時使線圈A中電流變小并消失時，鐵芯中的磁通量發(fā)生 了變化（減小），從而在線圈B中激起感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場要阻礙

12、 原磁場的減小，這樣，就使鐵芯中磁場減弱得慢些，因此彈簧k不能立即將銜鐵拉起針對訓(xùn)練1 電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間內(nèi) 通過管內(nèi)橫截面的流體的體積）。為了簡化，假設(shè)流量計是如圖7所示的橫截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c,流量計的兩端與輸送液體的管道相連接（圖中虛線）。圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料， 現(xiàn)于流量計所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于前后兩面。當(dāng)導(dǎo)電液體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計時，在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接，I表示測得的電流值。已知流體的電阻率為

13、p，不計電流表的內(nèi)阻，則可求IrCIJA. (bR T_)B. (aR J)BaBcC.丄(cR t 旦)D.-(R-bC)BbBa2 圖8是電容式話筒的示意圖，它是利用電容制作的傳感器，話筒的振動膜前面鍍 有薄薄的金屬層，膜后距膜幾十微米處有一金屬板，振動膜上的金屬層和這個金屬板構(gòu) 成電容器的兩極，在兩極間加一電壓U，人對著話筒說話時，振動膜前后振動，使電容發(fā)生變化，導(dǎo)致話筒所在的電路中的其它量發(fā)生變化，使聲音信號被話筒轉(zhuǎn)化為電信號， 其中導(dǎo)致電容變化的原因可能是電容器兩板間的（）A .距離變化B .正對面積變化C .介質(zhì)變化D .電壓變化3 .如圖9所示是一種延時開關(guān)，當(dāng) Si閉合時，電磁

14、鐵 F將銜鐵D吸下，C線路接 通。當(dāng)Si斷開時，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時間才被釋放。則A .由于A線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用B .由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時釋放D的作用C .如果斷開B線圈的電鍵3，無延時作用D .如果斷開B線圈的電鍵S2，延時將變長4 .電視機(jī)顯象管的偏轉(zhuǎn)線圈示意圖如圖 圈串聯(lián)而成，線圈中通有方向如圖所示的電流。 偏轉(zhuǎn)？10所示，它由繞在磁環(huán)上的兩個相同的線 則由里向外射出的電子流將向哪個方向A .向上偏轉(zhuǎn)B .向下偏轉(zhuǎn)C .向左偏轉(zhuǎn)D .向右偏轉(zhuǎn)5如圖11所示為靜電除塵器的原理示意圖，它是由金屬管A和懸在管中的金屬絲B組成，A接高壓電源的正

15、極，B接負(fù)極，A、B間有很強(qiáng)的非勻強(qiáng)電場，距B越近處場強(qiáng)越大。燃燒不充分帶有很多煤粉的煙氣從下面入口C進(jìn)入。經(jīng)過靜電除塵后從上面的出口 D排除，下面關(guān)于靜電除塵器工作原理的說法中正確的是A .煙氣上升時，煤粉接觸負(fù)極 B而帶負(fù)電，帶負(fù)電的煤粉吸附到正極A上，在重力作用下，最后從下邊漏斗落下。B 負(fù)極B附近空氣分子被電離， 電子向正極運(yùn)動過程中， 遇到煤粉使其帶負(fù)電，帶 負(fù)電的煤粉吸附到正極 A上，在重力作用下，最后從下邊漏斗落下。C .煙氣上升時，煤粉在負(fù)極B附近被靜電感應(yīng)，使靠近正極的一端帶負(fù)電，它受電場引力較大，被吸附到正極A上，在重力作用下，最后從下邊漏斗落下。D .以上三種說法都不正確

16、。6D12帶煤粉的煙宅6. 如圖12所示，有的計算機(jī)鍵盤的每一個鍵下面都連一小金屬塊，與該金屬片隔 有一定空氣隙的是另一塊小的固定金屬片，這兩塊金屬片組成一個小電容器。該電容器S的電容C可用公式C計算，式中常量，-9 10 J2F/m , S表示金屬片的正對面積，dd表示兩金屬片間的距離。當(dāng)鍵被按下時，此小電容器的電容發(fā)生變化，與之相連的電子線路就能檢測到是哪個鍵被按下了，從而給出相應(yīng)的信號。設(shè)每個金屬片的正對面積為 50mm2，鍵未按下時兩金屬片的距離為0.6mm。如果電容變化了 0.25pF，電子線路恰能檢測出必要的信號，則鍵至少要被按下 mm。7. （2003年上海卷）為研究靜電除塵，有

17、人設(shè)計了一個盒狀容器，容器側(cè)面是絕緣的透明有機(jī)玻璃，它的上下底面是面積A=0.04m2的金屬板，間距 L=0.05m，當(dāng)連接到U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個勻強(qiáng)電場，如圖13所示，現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒1013個，假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個顆粒帶電量為q=+1.0 X10-17c，質(zhì)量為m=2.0 M0-15kg,不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后：（1）經(jīng)過多長時間煙塵顆?？梢员蝗课?？ （2 ）除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？（3）經(jīng)過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達(dá)到

18、最大？& （2002年全國理綜卷）電視機(jī)的顯像管中， 電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的。 電子束經(jīng)過電壓為 U的加速電場后，進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖14所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)中心為 O,半徑為r。當(dāng)不加磁場時，電子束將通過 O點而打到屏幕 的中心M點。為了讓電子束射到屏幕邊緣P點，需要加一勻強(qiáng)磁場，使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度二，此時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B應(yīng)為多少？9. （2001年全國理綜卷）圖15（ 1）是一臺發(fā)電機(jī)定子中的磁場分布圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸。磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿圓柱半徑、大小近似均勻的

19、磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.050T圖15圖15 （ 2）是該發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的示意圖（虛線表示定子的鐵芯M）。矩形線框abed可繞過ad、eb邊的中點并與圖（1）中的鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸oo 旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中， 線框的ab、ed邊始終處在圖（1 ）所示的縫隙內(nèi)的磁場中。已知ab邊長h=25.0cm, ad邊長l2=10.0em 線框共有N=8匝導(dǎo)線，線框的角速度：=250/s。將發(fā)電機(jī)的輸出端 接入圖中的裝置 K后，裝置K能使交流電變成直流電，而不改變其電壓的大小。直流電 的另一個輸出端與一可變電阻R相連，可變電阻的另一端 P是直流電的正極，直流電的另一個輸出端Q是它的負(fù)極。A、B是兩塊純銅片，圖

20、15 （ 3）是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中插在CuS04稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為x、 y?，F(xiàn)把直流電的正、負(fù)極與兩銅片的引線端相連，調(diào)節(jié)R,使CUSO4溶液中產(chǎn)生l=0.21A的電流。假設(shè)發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻可忽略不計，兩銅片間的電阻r是恒定的。(1 )求每匝線圈中的感應(yīng)電動勢的大小。(2) 求可變電阻R與A、B間電阻r之和。10. 如圖16所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小 可調(diào)節(jié)的均勻磁場，質(zhì)量為m,電量為+q的粒子在環(huán)中做半徑為 R的圓周運(yùn)動。A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為+U ,

21、B板電勢仍保持為零，粒子在兩極間電場中加速，每當(dāng)粒子離開B板時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不 變。設(shè)t=0時，粒子靜止在 A板小孔處，在電場作用下加速，并 繞行第一圈。求粒子繞行 n圈回到A板時獲得的總動能 En。為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動，磁場必須周期性遞增。求粒子繞行第 n圈時的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B。求粒子繞行n圈所需的總時間tn (設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于 R)。在粒子繞行的整個過程中，A板電勢是否可始終保持為 +U ?為什么？11在原子反應(yīng)堆中抽動液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動血液等導(dǎo)電液體時，常使用 電磁泵。某種電磁泵的結(jié)構(gòu)如圖 17所示，把裝有液態(tài)

22、鈉的矩形截面導(dǎo)管(導(dǎo)管是環(huán)形的，圖中只畫出其中一部分)水平放置于勻強(qiáng)磁場中，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向與導(dǎo)管垂直。讓電流I按如圖方向橫穿過液態(tài)鈉且電流方向與B垂直。設(shè)導(dǎo)管截面高為 a,寬為液態(tài)鈉Bb,導(dǎo)管有長為I的一部分置于磁場中。由于磁場對液態(tài)鈉的作用力使液態(tài)鈉獲得驅(qū)動力 而不斷沿管子向前推進(jìn)。整個系統(tǒng)是完全密封的。只有金屬鈉本身在其中流動，其余的 部件都是固定不動的。圖18(1 )在圖上標(biāo)出液態(tài)鈉受磁場驅(qū)動力的方向。(2 )假定在液態(tài)鈉不流動的條件下，求導(dǎo)管橫截面上由磁場驅(qū)動力所形成的附加壓 強(qiáng)p與上述各量的關(guān)系式。(3 )設(shè)液態(tài)鈉中每個自由電荷所帶電量為q,單位體積內(nèi)參與導(dǎo)電的自由電荷數(shù)

23、為n求在橫穿液態(tài)鈉的電流I的電流方向上參與導(dǎo)電的自由電荷定向移動的平均速率Vo。12. 如圖18所示是靜電分選器的原理。將磷酸鹽和石英的混合顆粒由傳送帶送至兩 個豎直的帶電平行板上方，顆粒經(jīng)漏斗從電場區(qū)域的中央處開始下落，經(jīng)分選后的顆粒 分別裝入A、B桶中，混合顆粒離開漏斗進(jìn)入電場時磷酸鹽顆粒帶正電，石英顆粒帶負(fù)電，所有顆粒所帶的電量與質(zhì)量之比均為10-5C/kg。若已知兩板之間的距離為10cm,兩板的豎直高度為50cm。設(shè)顆粒進(jìn)入電場時的初速度為零，顆粒間相互作用不計。如果要求兩 種顆粒離開兩極板間的電場區(qū)域時，有最大的偏轉(zhuǎn)量且又恰好不接觸到極板，(1 )兩極板間所加的電壓應(yīng)多大？(2)若帶

24、電平行板的下端距 A、B桶底高度為H=1.0m,求顆粒落至桶底時速度的大 小。13. 美國航天飛機(jī)“阿特蘭蒂斯”號上進(jìn)行過一項衛(wèi)星懸繩發(fā)電實驗。航天飛機(jī)在 赤道上空圓形軌道上由西向東飛行，速度為7.5km/s。地磁場在航天飛機(jī)軌道處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50 X 10-4t ,從航天飛機(jī)上發(fā)射出的一顆衛(wèi)星，攜帶一根與航天飛機(jī)相連的場 L=20km的金屬懸繩，航天飛機(jī)和衛(wèi)星間的這條懸繩方向沿地球徑向并指向地心，懸繩電阻約r=800 Q,由絕緣層包裹。結(jié)果在繩上產(chǎn)生的電流強(qiáng)度約I=3A。(1) 估算航天飛機(jī)運(yùn)行軌道的半徑。取地球半徑為6400km，第一宇宙速度為7.9km/h。(2) 這根金屬繩能產(chǎn)生多大的感應(yīng)電動勢？計算時認(rèn)為金屬繩是剛性的，并比較繩 的兩端，即航天飛機(jī)端與衛(wèi)星端電勢哪端高？(3) 試分析繩上的電流是通過什么樣的回路形成的