Question

9．如圖所示，粗細(xì)均勻的金屬絲制成長(zhǎng)方形導(dǎo)線框abcd（ad＞ab）處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．磁場(chǎng)方向與導(dǎo)線框所在平面垂直．另種材料同樣規(guī)格的金屬絲MN可與導(dǎo)線框保持良好接觸且始終與ab、cd平行．當(dāng)MN在外力作用下從導(dǎo)線框左端勻速滑到右端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 金屬絲MN中的電流先減小后增大
• B． 金屬絲MN中的電流先增大后減小
• C． 導(dǎo)線框abcd消耗的電功率先減小后增大
• D． 導(dǎo)線框abcd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(wú)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(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(guò)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=$\frac{E}{R+r}$得知，MN棒中的電流先減小后增大．故A正確，B錯(cuò)誤．
C、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)P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$得知：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．
由于ab、cd上的電阻值與MN 的電阻值相等，所以開(kāi)始時(shí)線框的總電阻小于MN的電阻，當(dāng)線框的電阻增大的過(guò)程中，線框消耗的電功率增大；
由于bc的長(zhǎng)度大于ab的長(zhǎng)度，所以bc的電阻值大于ab的電阻值，計(jì)算可知，當(dāng)MN運(yùn)動(dòng)到線框正中間時(shí)，外電路的電阻將大于MN的電阻值，所以線框的電阻等于MN的電阻值后再增大時(shí)，外電路消耗的電功率開(kāi)始減�。划�(dāng)MN運(yùn)動(dòng)到線框正中間時(shí)時(shí)具有一個(gè)最小值．然后線框消耗的電功率再增大，然后再減小，其變化的曲線如同一個(gè)“M”型．故C錯(cuò)誤，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．