题目内容

12.如图所示,在水平面内的直角坐标系xOy中有一光滑金属导轨AOC,其中曲线导轨OA满足方程y=Lsin kx,长度为$\frac{π}{2k}$的直导轨OC与x轴重合,整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中.现有一长为L的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动,已知金属棒单位长度的电阻为R0,除金属棒的电阻外其余电阻均不计,棒与两导轨始终接触良好,则在金属棒运动过程中,它与导轨组成的闭合回路(  )
A.电流逐渐增大B.电流逐渐减小
C.消耗的电功率逐渐增大D.消耗的电功率逐渐减小

分析 根据感应电动势公式E=Blv,导体有效的切割长度y=Lsinkvt,回路的电阻R=L(sinkvt)R0,由功率公式P=$\frac{{E}^{2}}{R}$,分析功率与时间的关系,确定变化情况,再由欧姆定律分析电流变化.

解答 解:设从图示位置开始导体棒运动时间为t时,速度大小为v,磁感应强度为B.
AB、根据感应电动势公式E=Blv=Bvy=BvLsinkvt,回路电阻R=L(sinkvt)R0,由闭合电路欧姆定律得I=$\frac{E}{R}$=$\frac{Bv}{{R}_{0}}$,故I不变.故AB错误.
CD、消耗的电功率P=$\frac{{E}^{2}}{R}$=$\frac{{B}^{2}{v}^{2}Lsinkvt}{{R}_{0}}$,可知t增大,sinkvt增大,P不断增大.故C正确,D错误.
故选:C.

点评 本题考查综合分析问题的能力.对于电流变化情况的分析,不能简单认为电动势增大,电流就增大,其实电阻也增大,电流并不变.

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