Question

10．如圖所示，abcd是由同種材料且粗細(xì)均勻的電阻絲制成的矩形線框，線框水平固定且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．導(dǎo)體棒MN有電阻，可在ab和bc邊上無摩擦滑動(dòng)，且接觸良好．當(dāng)MN棒在水平拉力作用下由靠近ab邊處向靠近c(diǎn)d邊勻速滑動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（　�。�

• A． MN棒中的電流大小保持不變
• B． MN棒兩端電壓先增大后減小
• C． MN棒上拉力的功率先增大后減小
• D． MN棒消耗的電功率先增大后減小

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，線框左右兩部分并聯(lián)，相當(dāng)于外電路，當(dāng)MN運(yùn)動(dòng)到線框中線時(shí)，外電路的電阻最大，而MN的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不變，根據(jù)推論：當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)電阻時(shí)，電源的輸出功率最大，可知，由于外電阻與MN電阻的關(guān)系未知，無法判斷線框消耗的功率如何變化．根據(jù)閉合電路歐姆定律分析MN棒中的電流強(qiáng)度變化情況．根據(jù)路端電壓隨外電阻增大而增大，判斷MN棒兩端電壓的變化．MN棒做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力的功率等于電路中電功率，根據(jù)P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$分析拉力的功率變化．

解答 解：A、導(dǎo)體棒MN向右運(yùn)動(dòng)的過程中，外電阻先增大后減小，當(dāng)MN運(yùn)動(dòng)到線框中線時(shí)，外電路的電阻最大．根據(jù)閉合電路歐姆定律得知MN棒中的電流先減小后增大．故A錯(cuò)誤．
B、MN棒做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持不變，外電阻先增大后減小，則MN棒兩端的電壓即路端電壓先增大后減�。�故B正確．
C、MN棒做勻速運(yùn)動(dòng)，拉力的功率等于電路中電功率，根據(jù)P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$得知，拉力的功率先減小后增大．故C錯(cuò)誤．
D、矩形線框中消耗的電功率相當(dāng)于電源的輸出功率，根據(jù)推論：當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)電阻時(shí)，電源的輸出功率最大．由題意，線框并聯(lián)的總電阻先增大后減小，并聯(lián)總電阻大于MN棒的電阻，則知消耗的功率先減小后增大．故D錯(cuò)誤．
故選：B．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與電路的綜合，關(guān)鍵抓住線框的總電阻先增大后減小，根據(jù)功率公式、歐姆定律等規(guī)律進(jìn)行分析．