Question

已知某一區(qū)域的水平地面下1m深處埋有一根與地表面平行的直線電纜，電纜中通有變化的電流，在其周圍有變化的磁場，因此可以通過在地面上測量閉合試探小線圈中的感應(yīng)電動勢來探測電纜的確切位置、走向和深度．用一閉合小線圈平行于地面測量時，測得在地面上a、c兩處試探線圈中的電動勢為零，b處測得線圈中的電動勢不為零．經(jīng)測量，a、b、c恰好位于邊長為2m的等邊三角形的三個頂角上，如圖所示．據(jù)此推理判定地下電纜在

 

兩點(diǎn)連線的正下方，當(dāng)線圈平面與地面成

 

夾角時，才可能在b處測得試探線圈中的電動勢為零．

Answer 1

分析：通過試探小線圈的磁通量變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而實(shí)現(xiàn)確定變化的磁場在何處．當(dāng)小線圈沒有電動勢時，不是沒有磁場，而是線圈與磁場垂直或通過線圈的磁通量為零．

解答：解：當(dāng)線圈平面平行地面測量時，在地面上a、c兩處測得試探線圈中的電動勢為零，說明通過線圈的磁通量為零，則小線圈在a、c兩處的正上方；
而b處線圈中的電動勢不為零，說明穿過小線圈的磁通量發(fā)生變化，則試探線圈在通電直導(dǎo)線的兩邊．當(dāng)線圈平面與通電導(dǎo)線在該處磁感線相切時，在b處測得試探線圈中的電動勢為零．由于a、b、c恰好位于邊長為2米的三個頂角上．因水平地面下距通電1m深處，而b距通電導(dǎo)線2米，所以當(dāng)線圈平面與地面成60°夾角時，b處測得試探線圈中的電動勢為零．
故答案為：a、c；60°．

點(diǎn)評：當(dāng)線圈感應(yīng)電動勢為零時，說明小線圈在直導(dǎo)線的正上方．當(dāng)線圈平面與地面成45°夾角時，感應(yīng)電動勢為零，則小線圈在直導(dǎo)線仍是正上方，從而確定直導(dǎo)線的位置．