2020届新考案高考物理总复习教师用书:第十三单元 电磁感应 第2课时 Word版含解析
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  (1)平均感应电动势。

  (2)通过各电阻的平均电流。

  【解析】(1)设线圈在位置Ⅰ时,穿过它的磁通量为Φ1,线圈在位置Ⅱ时,穿过它的磁通量为Φ2,有

  Φ1=BSsin 30°=0.01 Wb,Φ2=BS=0.02 Wb

  得ΔΦ=Φ2-Φ1=0.01 Wb

  根据法拉第电磁感应定律可得平均感应电动势E┴-=ΔΦ/Δt=1 V。

  (2)将具有感应电动势的线圈等效为电源,其外电路的总电阻

  R=(R_1+R_2)/2=2 Ω

  根据闭合电路欧姆定律得总电流的平均值

  I┴-=(E┴-)/(R+r)=0.4 A

  通过各电阻的平均电流¯(I"'" )=1/2 I┴-=0.2 A

  【答案】(1)1 V (2)0.2 A

  【变式训练2】(2018四川成都5月摸底)如图所示,绝缘水平面内固定有一间距d=1 m、电阻不计的足够长光滑矩形导轨AKDC,导轨两端接有阻值分别为R1=3 Ω和R2=6 Ω的定值电阻,矩形区域AKFE、NMCD范围内均有方向竖直向下、磁感应强度大小B=1 T的匀强磁场Ⅰ和Ⅱ,一质量m=0.2 kg、电阻r=1 Ω的导体棒bc垂直放在导轨上AK与EF之间某处,在方向水平向右、大小F0=2 N的恒力作用下由静止开始运动,刚要到达EF时导体棒bc的速度大小v1=3 m/s,导体棒bc进入磁场Ⅱ后,导体棒bc中通过的电流始终保持不变,导体棒bc在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好,空气阻力不计。

  

  (1)求导体棒bc刚要到达EF时的加速度大小a1。

  (2)求两磁场边界EF和MN之间的距离L。

  【解析】(1)导体棒bc刚要到达EF时,在磁场中切割磁感线产生的感应电动势E1=Bdv1,经分析可知,此时导体棒bc所受安培力的方向水平向左,由牛顿第二定律,则有F0-BI1d=ma1

  根据闭合电路的欧姆定律,则有I1=E_1/(R+r)

  上式中R=(R_1 R_2)/(R_1+R_2 )=2 Ω

  联立解得a1=5 m/s2。

(2)导体棒bc进入磁场Ⅱ后,受到的安培力与F0平衡,做匀速直线运动,导体棒bc中通过的电流I2保持不变,则有F0=BI2d,其中I2=(Bdv_2)/(R+r)