题目内容
【题目】如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中( )
A. PQ中电流一直增大
B. PQ中电流一直减小
C. 线框消耗的电功率先增大后减小
D. 线框消耗的电功率先减小后增大
【答案】C
【解析】A、B项,设导体棒的长度为,磁感应强度为
,导体棒的速度
保持不变,根据法拉第电磁感应定律,感应的电动势
不变,设线框左边的电阻为
,则左右两边线框的电阻为
,
流过PQ的电流
,可以看出当PQ从靠近ad向bc靠近过程中,
从零增大到
,从而可以判断电流先减小后增大,故A、B项错误。
C,D项,电源的内阻为,PQ从靠近ad向bc靠近过程中,外电路的并联等效电阻从零增大到
又减小到零,外电路的电阻等于电源内阻的时候消耗的功率最大,所以外电路的功率应该先增大后减小,故C正确D项错误。
综上所述,本题正确答案为C。
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