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  • 如圖所示,abcd是粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框,另一種材料制成的導體棒MN有電阻,可與保持良好接觸并做無摩擦滑動,線框處在垂直紙面向里的勻強磁場B中,當導體棒MN在外力作用

    如圖所示,abcd是粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框,另一種材料制成的導體棒MN有電阻,可與保持良好接觸并做無摩擦滑動,線框處在垂直紙面向里的勻強磁場B中,當導體棒MN在外力作用下從導線框的左端開始做切割磁感應線的勻速運動,一直滑到右端的過程中,導線框上消耗的電功率的變化情況可能為(  )
    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:559 ℃時間:2019-08-22 14:59:06
    優(yōu)質(zhì)解答
    當導體棒MN在外力作用下從導線框的左端開始做切割磁感應線的勻速運動,所以產(chǎn)生的電動勢為定值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R1=
    R
    2
    ,線框總電阻達到最大值,
    所以金屬棒從左向右滑動過程中,線框總電阻先增大后減小,我們假設0<R≤10Ω
    導線框上消耗的電功率:P=
    E2
    (r+R)2
    R
    =
    E2
    2r+R+
    r2
    R

    當R=r時,P達到最大值.
    當r=10Ω時,所以金屬棒從左向右滑動過程中,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r=5Ω時,所以金屬棒從左向右滑動過程中,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r電阻等于ab,bc,cd三段電阻之和時,一開始輸出功率最大,向右滑動的過程外電阻增大,輸出功率減小,當R1=
    R
    2
    之后,線框總電阻開始減小,輸出功率開始增大,故B正確.
    故選:BCD
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