题目内容

10.如图1所示两根电阻忽略不计的导轨平行放置,导轨左端接电阻R1,右端接有小灯泡L,导体棒AB垂直于导轨放置,电阻R1、导体棒AB和小灯泡的电阻均为R(不计灯泡电阻随温度的变化),虚线MN右侧有垂直导轨的磁场,当导体棒AB从距MN左侧某处匀速向右运动时开始计时,磁场随时间变化如图2所示,若导体棒AB从开始计时到穿越磁场的过程中,灯泡的亮度始终不变,则导体棒在穿过磁场前后导体棒上消耗的热功率P1、P2的比值是(  )
A.1:1B.1:2C.1:4D.1:16

分析 导体棒AB从开始运动到穿越磁场的过程中,灯泡的亮度始终不变,说明棒进入磁场后磁感应强度刚好开始不变,由电路的连接关系分析电阻R1中的电流关系,即可求得功率之比.

解答 解:设灯泡中的电流为I.棒进入磁场前,磁场的磁感应强度均匀增大,MN右侧回路中产生感应电动势相当于电源,R1与AB杆并联,则通过R1的电流为 I1=$\frac{1}{2}$I.
据题知,导体棒AB从开始运动到穿越磁场的过程中,灯泡的亮度始终不变,说明棒进入磁场后磁感应强度刚好开始不变,此过程中棒AB相当于电源,灯泡和R1并联,则通过R1的电流为 I2=I,由功率公式P=I2R知,导体棒AB在穿越磁场前后电阻R1上消耗的功率之比是1:4.故ABD错误,C正确;
故选:C.

点评 本题是电磁感应与电路知识的综合,关键要识别电路的结构,把握路端电压与感应电动势的关系,知道产生感应电动势的电路相当于电源,其他电路是外电路.

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