如圖所示,金屬棒MN,在豎直放置的兩根平行導軌上無摩擦地下滑,導軌間串聯(lián)一個電阻,磁感強度垂直于導軌平面,金屬棒和導軌的電阻不計,設MN下落過程中,電阻R上消耗的最大功率為P,要使R消耗的電功率增大到4P,保持各選項中其它條件不變,可采取的方法是( 。
分析:導體棒向下做加速度減小的加速運動,當加速度為零時,速度達到最大,做勻速直線運動,此時電阻R上消耗的功率最大.求出最大的功率的大小,判斷與什么因素有關.
解答:解:當加速度為零時,電阻R上消耗的功率最大.
mg=BIL,I=
BLv
R

聯(lián)立兩式解得:v=
mgR
B2L2

此時電阻R上消耗的功率:P=
(BLv)2
R
=
m2g2R
B2L2

A、使MN的質(zhì)量增大到原來的2倍,則電阻R上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍.故A正確.
B、使磁感強度B增大到原來的2倍,則電阻R上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?span id="kycls9u" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
1
4
.故B錯誤.
C、使MN和導軌間距同時增大到原來的2倍,則電阻R上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?span id="tfox3sb" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
1
4
.故C錯誤.
D、使電阻R的阻值減到原來的一半,則電阻R上消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?span id="a99adjp" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
1
2
.故D錯誤.
故選A.
點評:解決本題的關鍵知道當導體棒加速度為零時,速度最大,電阻R上消耗的功率最大.
練習冊系列答案
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(1)請寫出金屬棒中的感應電流I隨x變化的函數(shù)關系式;
(2)試證明當金屬棒運動到bc段中點時,MN兩點間電壓最大,并請寫出最大電壓Um的表達式;
(3)試求出在此過程中,金屬棒提供的最大電功率Pm
(4)試討論在此過程中,導線框上消耗的電功率可能的變化情況.

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