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  • 如圖所示,abcd是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長(zhǎng)方形線框,另一種材料制成的導(dǎo)體棒MN有電阻,可與保持良好接觸并做無(wú)摩擦滑動(dòng),線框處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用

    如圖所示,abcd是粗細(xì)均勻的電阻絲制成的長(zhǎng)方形線框,另一種材料制成的導(dǎo)體棒MN有電阻,可與保持良好接觸并做無(wú)摩擦滑動(dòng),線框處在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下從導(dǎo)線框的左端開(kāi)始做切割磁感應(yīng)線的勻速運(yùn)動(dòng),一直滑到右端的過(guò)程中,導(dǎo)線框上消耗的電功率的變化情況可能為( ?。?br/> A. 逐漸增大
    B. 先減小后增大
    C. 先增大后減小
    D. 增大、減小、再增大、再減小
    物理人氣:593 ℃時(shí)間:2020-04-02 03:28:44
    優(yōu)質(zhì)解答
    當(dāng)導(dǎo)體棒MN在外力作用下從導(dǎo)線框的左端開(kāi)始做切割磁感應(yīng)線的勻速運(yùn)動(dòng),所以產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為定值E=BLv0,
    全電路的總電阻等于金屬棒的電阻r與左右線框并聯(lián)電阻之和,
    設(shè)線框的總電阻R,左線框電阻R1
    左右線框并聯(lián)電阻:R=
    R1(R-R1)
    R
    =
    RR1-
    R21
    R

    當(dāng)R1=
    R
    2
    ,線框總電阻達(dá)到最大值,
    所以金屬棒從左向右滑動(dòng)過(guò)程中,線框總電阻先增大后減小,我們假設(shè)0<R≤10Ω
    導(dǎo)線框上消耗的電功率:P=
    E2
    (r+R)2
    R
    =
    E2
    2r+R+
    r2
    R

    當(dāng)R=r時(shí),P達(dá)到最大值.
    當(dāng)r=10Ω時(shí),所以金屬棒從左向右滑動(dòng)過(guò)程中,線框總電阻先增大到10Ω后減小,所以規(guī)律先增大后減小,故C正確.
    當(dāng)r=5Ω時(shí),所以金屬棒從左向右滑動(dòng)過(guò)程中,線框總電阻先增大10Ω后減小,所以增大、減小、再增大、再減減小,故D正確.
    當(dāng)r電阻等于ab,bc,cd三段電阻之和時(shí),一開(kāi)始輸出功率最大,向右滑動(dòng)的過(guò)程外電阻增大,輸出功率減小,當(dāng)R1=
    R
    2
    之后,線框總電阻開(kāi)始減小,輸出功率開(kāi)始增大,故B正確.
    故選:BCD
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