Question

13．如圖所示，abcd是由粗細均勻的電阻絲制成的矩形線框水平放置，導(dǎo)體MN有電阻，其電阻大小與ab邊電阻大小相同，可在ab邊及dc邊上無摩擦滑動，且接觸良好．勻強磁場（圖中未畫出）垂直于線框平面，當(dāng)MN在水平拉力作用下由緊靠ad邊向bc邊勻速滑動的過程中，以下說法中正確的是（　�。�

• A． MN中電流先減小后增大
• B． MN兩端電壓先減小后增大
• C． 作用在MN上的拉力先減小后增大
• 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向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，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運動到線框中線時，外電路的電阻最大，而MN的感應(yīng)電動勢不變，根據(jù)推論：當(dāng)外電阻等于電源的內(nèi)電阻時，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=$\frac{E}{R+r}$分析MN棒中的電流強度變化情況．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棒做勻速運動，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向右運動的過程中，外電阻先增大后減小，當(dāng)MN運動到線框中線時，外電路的電阻最大．根據(jù)閉合電路歐姆定律I=$\frac{E}{R+r}$得知，MN棒中的電流先減小后增大．故A正確．
B、MN棒做勻速運動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢保持不變，外電阻先增大后減小，則MN棒兩端的電壓先增大后減�。�故B錯誤．
C、由A可知，MN中的電流I先減小后增大，由題意可知：B、L都保持不變，由F_安培=IBL可知，安培力先減小后增大，故C正確；
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，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錯誤．
故選：AC．

點評 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)律進行分析．