Question

如圖所示，abcd是由粗細(xì)均勻的電阻絲制成的正方形線框，導(dǎo)體棒MN是由相同的電阻絲制成的，可在ad邊與bc邊上無摩擦滑動(dòng)，且接觸良好，線框處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中．當(dāng)MN棒由靠ab邊處向cd邊勻速移動(dòng)的過程中，下列說法正確的是（　　）

A．MN棒中電流先減小后增大

B．MN棒兩端電壓先減小后增大

C．MN棒上拉力的功率先增大后減小

D．矩形線框中消耗的電功率先減小后增大

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，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I=

E

R+r

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=

E2

R+r

分析線框電功率的變化．

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I=

E

R+r

得知，外電阻R先增大后減小，則MN棒中的電流強(qiáng)度減小后增大．故A正確．
B、MN棒做勻速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢保持不變，外電阻先增大后減小，則MN棒兩端的電壓先增大后減小．故B錯(cuò)誤．
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=

E2

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，線框的總電阻減小后增大，并聯(lián)總電阻大于MN棒的電阻，則知消耗的功率先增大后減小．故D錯(cuò)誤．
故選A

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．