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”正以速度v=7.7 km/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“1.5V、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).
(1)答案
1.54 V
解析
法拉弟电磁感应定律E = BLv,代入数据得E = 1.54V
考查方向
导体切割磁感线时的感应电动势
解题思路
根据公式E=BLv求M、N间感应电动势的大小.
易错点
能够记住公式即可正确求解
(2)答案
不能
解析
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小灯泡与M、N相连构成闭合电路,穿过回路的磁通量不变,没有感应电流产生,所以小灯泡不能发光.考查方向
感应电流产生条件
解题思路
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
易错点
磁通量改变是产生感应电流的条件
(3)答案
4×105m
解析
在地球表面有G= mg
匀速圆周运动G= g
解得h =– R,代入数据得h≈ 4×105m(数量级正确都算对)
考查方向
万有引力定律及其应用
解题思路
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
易错点
万有引力的距离与圆周运动的半径的理解
考察知识点