Question

6．如图所示，利用一根粗细均匀的金属丝弯成矩形导轨abcda，ab=4bc．导体棒ef的电阻是bc段电阻的两倍，匀强磁场垂直于导轨平面，当用平行于导轨的外力F将导体棒ef由靠近bc位置匀速向右移动到靠近ad位置的过程中，则（　　）

• A． 导体棒ef两端的电压不变
• B． 导体棒f端电势比e端电势低
• C． 拉力F的功率先减小后增大
• D． 导轨abcda消耗的电功率先增大后减小

Answer 1

分析 导体棒ef做切割磁感线运动，相当于电源，当ef运动到矩形线框中间位置时外电路的电阻最小；根据右手定则判断e、f电势的高低；导体棒做匀速直线运动，根据切割公式、欧姆定律公式和安培力公式得到安培力大小情况，根据P=Fv得到克服安培力的功率的变化情况；对于电源，当电路的内外电阻相等时，输出功率最大．

解答 解：A、导体棒匀速切割磁感线，故感应电动势E=BLv，保持不变，但当ef棒向右运动时，外电路的电阻先增大后减小，故路端电压是变化的，故A错误；
B、导体棒ef相当于电源，根据右手定则，感应电流从f到e，故e点的电势高于f点的电势，故B正确；
C、根据闭合电路欧姆定律，有：I=$\frac{E}{R+r}$，由于E不变、r不变，R先增大后减小，故感应电流先变小后变大，拉力与安培力平衡，故F=BIL，故拉力先变小后变大，根据P=Fv，拉力F的功率先变小后变大，故C正确；
D、设导体棒电阻为r，则导轨abcda的拉成直线后的电阻之和为5r，在最左侧位置，外电阻R$＜\frac{r}{2}$，
在正中间位置，外电阻为：R=$\frac{2.5r}{2}$=1.25r＞r，
对于电源，内外电阻越是接近，电源的输出功率越大，故导轨abcda消耗的电功率在到达中间位置之前是先增大后减小，过了中间位置后是先增加后减小，故D错误；
故选：BC

点评 本题考查滑轨问题，关键是理清电路结构，根据切割公式、欧姆定律公式和安培力公式列式分析，同时要明确“对于电源，当电路的内外电阻相等时，输出功率最大”．