Question

【题目】如图所示，用粗细均匀的电阻丝绕制的矩形导线框abcd处于匀强磁场中，另一种材料的导体棒MN可与导线框保持良好的接触并做无摩擦滑动，导体棒MN在外力作用下从导线框左端开始做切割磁感线的匀速运动，一直滑到右端，在这个过程中导线框上消耗的电功率的变化情况可能为（ ）

A.逐渐增大B.先增大后减小C.先减小后增大D.先增大后减小，再增大，接着再减小

Answer 1

【答案】BCD

【解析】

导体棒MN做切割磁感线的匀速运动，相当于电源，其产生的感应电动势相当于电源的电动势E，其电阻相当于电源的内阻r，线框abcd相当于外电路，等效电路如图所示.

由于导体棒MN的运动，外电路的电阻是变化的，设导体棒MN左侧电阻为R1，右侧电阻为R2，导线框的总电阻为，所以外电路的并联总电阻，由于为定值，故当时，R外最大.

在闭合电路中，外电路上消耗的电功率P外，与外电阻R外有关，

.

可见，当时，P外有最大值，P外随R外的变化图像如图所示；根据题意，在R外由零到Rmax再到零的过程中，结合图像讨论P外变化的情况有：

（1）若R外的最大值，则导线框上消耗的电功率先增大后减小；

（2）若R外的最大值，且R外的最小值，则导线框上消耗的电功率先增大后减小，再增大，接着再减小；

（3）若R外的最小值，则导线框上消耗的电功率先减小后增大.

故选BCD.