题目内容

如图所示金属棒MN,在竖直放置的两根平行导轨上无摩擦地下滑(导轨足够长),导轨间串联一个电阻,磁感强度垂直于导轨平面,棒和导轨的电阻不计,MN从静止开始下落过程中,电阻R上消耗的最大功率为P,要使R消耗的电功率增大到4P,可采取的方法是(  )
A.使MN的质量增大到原来的2倍
B.使磁感强度B增大到原来的2倍
C.使磁感强度B减小到原来的一半
D.使电阻R的阻值减到原来的一半

当金属棒MN匀速下落,做匀速直线运动时,电阻R上消耗的功率最大.
设MN的质量为m,导轨间的距离为L,由平衡条件得:mg=BIL,I=
E
R
=
BLv
R

联立两式解得:v=
mgR
B2L2
,此时电阻R上消耗的功率:P=I2R=
B2L2v2
R
=
m2g2R
B2L2

A、使MN的质量增大到原来的2倍,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为原来的4倍,为4P,故A正确;
B、使磁感强度B增大到原来的2倍,由P=
m2g2R
B2L2
可知可知,外电阻R消耗的电功率变为
1
4
P,故B错误;
C、使磁感强度B减小到原来的一半,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为4P,故C正确;
D、使电阻R的阻值减到原来的一半,由P=
m2g2R
B2L2
可知,外电阻R消耗的电功率变为
1
2
P,故D错误;
故选:AC.
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