Question

美國宇航局曾在航天飛機(jī)上做過懸繩發(fā)電實(shí)驗(yàn)．當(dāng)時(shí)從航天飛機(jī)上將一根很長的絕緣金屬繩連著一個(gè)金屬球，向指向地球心方向釋放，懸掛在航天飛機(jī)下方．當(dāng)時(shí)航天飛機(jī)正在赤道上空離地面幾百公里高的電離層繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，繞行方向與地不堪自轉(zhuǎn)方向相同．設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，航天飛機(jī)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω．下列關(guān)于ω與ω大小判斷及電勢(shì)高低判斷正確的是（ ）
A．ω＜ω，懸繩上端的電勢(shì)高于下端的電勢(shì)
B．ω＜ω，懸繩上端的電勢(shì)低于下端的電勢(shì)
C．ω＞ω，懸繩上端的電勢(shì)高于下端的電勢(shì)
D．ω＞ω，懸繩上端的電勢(shì)低于下端的電勢(shì)

Answer 1

【答案】分析：赤道上空地磁場(chǎng)的磁感線向北，當(dāng)航天飛機(jī)相對(duì)于地球有速度時(shí)，金屬繩將切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)飛機(jī)相對(duì)于地球的速度方向，由右手定則判斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向，確定電勢(shì)的高低．
解答：解：由題，航天飛機(jī)正在赤道上空離地面幾百公里高處繞地球運(yùn)行，其速度必定大于地球同步衛(wèi)星的速度，角速度也大于地球同步衛(wèi)星的角速度，而同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，則航天飛機(jī)的角速度應(yīng)大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，即有ω＜ω．地球自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，則航天飛機(jī)相對(duì)于地球向東轉(zhuǎn)動(dòng)，地球在赤道處的磁場(chǎng)方向向北，則根據(jù)右手定則判斷得知，金屬繩切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)向上，則懸繩上端的電勢(shì)高于下端的電勢(shì)．故A正確，BCD均錯(cuò)誤．
故選A
點(diǎn)評(píng)：本題一要對(duì)航天飛機(jī)的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度的關(guān)系要會(huì)比較，抓住航天飛機(jī)與地球同步衛(wèi)星角速度的關(guān)系進(jìn)行比較，二要會(huì)運(yùn)用右手定則判斷電勢(shì)的高低．