题目内容
如图所示,abcd是由粗细均匀的电阻丝制成的正方形线框,导体棒MN是由相同的电阻丝制成的,可在ad边与bc边上无摩擦滑动,且接触良好,线框处于垂直纸面向里的匀强磁场中.当MN棒由靠ab边处向cd边匀速移动的过程中,下列说法正确的是( )
分析:导体棒MN向右运动切割磁感线产生感应电动势,相当于电源,线框左右两部分并联,相当于外电路,当MN运动到线框中线时,外电路的电阻最大,而MN的感应电动势不变,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,可知,由于外电阻与MN电阻的关系未知,无法判断线框消耗的功率如何变化.根据闭合电路欧姆定律I=
分析MN棒中的电流强度变化情况.根据路端电压随外电阻增大而增大,判断MN棒两端电压的变化.MN棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据P=
分析线框电功率的变化.
E |
R+r |
E2 |
R+r |
解答:解:A、导体棒MN向右运动的过程中,外电阻先增大后减小,当MN运动到线框中线时,外电路的电阻最大.根据闭合电路欧姆定律I=
得知,外电阻R先增大后减小,则MN棒中的电流强度减小后增大.故A正确.
B、MN棒做匀速运动,产生的感应电动势保持不变,外电阻先增大后减小,则MN棒两端的电压先增大后减小.故B错误.
C、MN棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据P=
得知,拉力的功率先减小后增大.故C错误.
D、矩形线框中消耗的电功率相当于电源的输出功率,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大.由题意,线框的总电阻减小后增大,并联总电阻大于MN棒的电阻,则知消耗的功率先增大后减小.故D错误.
故选A
E |
R+r |
B、MN棒做匀速运动,产生的感应电动势保持不变,外电阻先增大后减小,则MN棒两端的电压先增大后减小.故B错误.
C、MN棒做匀速运动,拉力的功率等于电路中电功率,根据P=
E2 |
R+r |
D、矩形线框中消耗的电功率相当于电源的输出功率,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大.由题意,线框的总电阻减小后增大,并联总电阻大于MN棒的电阻,则知消耗的功率先增大后减小.故D错误.
故选A
点评:本题是电磁感应与电路的综合,关键抓住线框的总电阻先增大后减小,根据功率公式、欧姆定律等规律进行分析.
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