Question

6．如圖所示，利用一根粗細(xì)均勻的金屬絲彎成矩形導(dǎo)軌abcda，ab=4bc．導(dǎo)體棒ef的電阻是bc段電阻的兩倍，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面，當(dāng)用平行于導(dǎo)軌的外力F將導(dǎo)體棒ef由靠近bc位置勻速向右移動(dòng)到靠近ad位置的過(guò)程中，則（　�。�

• A． 導(dǎo)體棒ef兩端的電壓不變
• B． 導(dǎo)體棒f端電勢(shì)比e端電勢(shì)低
• C． 拉力F的功率先減小后增大
• D． 導(dǎo)軌abcda消耗的電功率先增大后減小

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒ef做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電源，當(dāng)ef運(yùn)動(dòng)到矩形線框中間位置時(shí)外電路的電阻最小；根據(jù)右手定則判斷e、f電勢(shì)的高低；導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)切割公式、歐姆定律公式和安培力公式得到安培力大小情況，根據(jù)P=Fv得到克服安培力的功率的變化情況；對(duì)于電源，當(dāng)電路的內(nèi)外電阻相等時(shí)，輸出功率最大．

解答 解：A、導(dǎo)體棒勻速切割磁感線，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv，保持不變，但當(dāng)ef棒向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，外電路的電阻先增大后減小，故路端電壓是變化的，故A錯(cuò)誤；
B、導(dǎo)體棒ef相當(dāng)于電源，根據(jù)右手定則，感應(yīng)電流從f到e，故e點(diǎn)的電勢(shì)高于f點(diǎn)的電勢(shì)，故B正確；
C、根據(jù)閉合電路歐姆定律，有：I=$\frac{E}{R+r}$，由于E不變、r不變，R先增大后減小，故感應(yīng)電流先變小后變大，拉力與安培力平衡，故F=BIL，故拉力先變小后變大，根據(jù)P=Fv，拉力F的功率先變小后變大，故C正確；
D、設(shè)導(dǎo)體棒電阻為r，則導(dǎo)軌abcda的拉成直線后的電阻之和為5r，在最左側(cè)位置，外電阻R$＜\frac{r}{2}$，
在正中間位置，外電阻為：R=$\frac{2.5r}{2}$=1.25r＞r，
對(duì)于電源，內(nèi)外電阻越是接近，電源的輸出功率越大，故導(dǎo)軌abcda消耗的電功率在到達(dá)中間位置之前是先增大后減小，過(guò)了中間位置后是先增加后減小，故D錯(cuò)誤；
故選：BC

點(diǎn)評(píng) 本題考查滑軌問(wèn)題，關(guān)鍵是理清電路結(jié)構(gòu)，根據(jù)切割公式、歐姆定律公式和安培力公式列式分析，同時(shí)要明確“對(duì)于電源，當(dāng)電路的內(nèi)外電阻相等時(shí)，輸出功率最大”．