Question

6．如圖所示，abcd是由粗細均勻的電阻絲制成的正方形線框，導體棒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，且接觸良好，線框處于垂直紙面向里的勻強磁場中．當MN棒由靠ab邊處向cd邊勻速移動的過程中，下列說法正確的是（　�。�

• A． MN棒中電流保持不變
• 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增大后減小

Answer 1

分析 導體棒MN向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢，相當于電源，線框左右兩部分并聯(lián)，相當于外電路，當MN運動到線框中線時，外電路的電阻最大，而MN的感應電動勢不變，根據(jù)推論：當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=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$分析線框電功率的變化．

解答 解：A、導體棒MN向右運動的過程中，外電阻先增大后減小，當MN運動到線框中線時，外電路的電阻最大，則知此過程中外電阻R先增大后減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律得知，則MN棒中的電流強度減小后增大．故A錯誤．
B、MN棒做勻速運動，產(chǎn)生的感應電動勢保持不變，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、MN棒做勻速運動，拉力的功率等于電路中電功率，根據(jù)P=$\frac{{E}^{2}}{R+r}$得知，拉力的功率先減小后增大．故C錯誤．
D、矩形線框中消耗的電功率相當于電源的輸出功率，根據(jù)推論：當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正確．
故選：D．

點評 本題是電磁感應與電路的綜合，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．