Question

【题目】如图所示，有五根完全相同的金属杆，其中四根固连在一起构成正方形闭合框架，固定在绝缘水平桌面上，另一根金属杆ab搁在其上且始终接触良好．匀强磁场垂直穿过桌面，不计ab杆与框架的摩擦，当ab杆在外力F作用下匀速沿框架从最左端向最右端运动过程中（ ）

A.外力F是恒力
B.桌面对框架的水平作用力保持不变
C.ab杆的发热功率先变小后变大
D.正方形框架产生的总热量大于ab杆产生的总热量

Answer 1

【答案】C
【解析】解：

A、ab向右匀速运动，产生的感应电动势为E=BLv，是定值，ab可以看做电源，框架构成外电路，当ab运动到框架的中间位置时，外电路电阻最大，等于ab的电阻，因此在ab运动过程中，外电路总电阻R先增大后减小，由I= 可知，电路电流先减小后增大，ab受到的安培力为FB=BIL，可知安培力先减小后变大，ab匀速运动，由平衡条件得：F=FB，所以外力F先减小后增大，故A错误；

B、由A可知，电路电流先减小后增大，框架受到的安培力FB框=BIL，先减小后增大，由平衡条件可知，桌面对框架的水平作用力与所受的安培力大小相等，所以桌面对框架的水平作用力先变小后变大，故B错误；

C、通过ab的电流I先减小后增大，则ab杆的发热功率P=I2Rab，先减小后变大，故C正确；

D、当ab在框架的中央时，内外电阻相等，除此之外，外电阻总是小于内电阻的，由U=IR可知，外电压小于等于内电压，由Q=W=UIt可知外电路产生的总热量小于ab杆产生的总热量，故D错误；

故选：C．

【考点精析】解答此题的关键在于理解电磁感应与力学的相关知识，掌握用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向；求回路中电流强度；分析研究导体受力情况（包含安培力，用左手定则确定其方向）；列动力学方程或平衡方程求解．