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14.如图所示,固定的正方形闭合导线框abcd,处于垂直线框平面的匀强磁场中,一根金属杆ef,靠近ab平行放置在导线框上,在垂直ef杆且沿线框平面的拉力F作用下,ef杆沿导线框向cd边匀速滑动,滑动中ef杆始终与ab边平行,且与导线框接触良好,若ef杆与导线框间摩擦不计,ef杆与导线框每个边的电阻都相同,则在匀速滑动过程中,以下说法中正确的是(  )
A.ef杆中的电流先变大后变小
B.ef杆两端电势差先变小后变大
C.拉力F的瞬时功率先变大后变小
D.导线框abcd消耗的电功率先变大后变小

分析 根据并联总电阻规律,判断出ef杆从ab边运动到cd边的过程中,外电阻的变化,从而判断出ef杆中的电流变化情况;
ef杆做匀速运动,产生的感应电动势保持不变,外电阻先增大后减小,再判断ef杆两端电势差的变化;
ef杆做匀速运动,拉力F的瞬时功率等于电路中的电功率,根据功率的计算公式,判断拉力的功率的变化;
当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大,判断出导线框电阻的变化,再判断导线框abcd消耗的电功率变化情况.

解答 解:A、金属杆ef向右运动的过程中,外电阻先增大后减小,当ef运动到线框中线时,外电路的电阻最大.根据闭合电路欧姆定律得知ef杆中的电流先减小后增大,故A错误;
B、ef杆做匀速运动,产生的感应电动势保持不变,外电阻先增大后减小,则ef杆两端的电势差即路端电压先增大后减小,故B错误;
C、ef杆做匀速运动,拉力F的瞬时功率等于电路中的电功率,根据P=$\frac{{E}^{2}}{r+R}$得知,拉力的功率先减小后增大,故C错误;
D、正方形闭合导线框abcd中消耗的电功率相当于电源的输出功率,根据推论:当外电阻等于电源的内电阻时,电源的输出功率最大.由题意,导线框并联的总电阻先增大后减小,在中线处并联总电阻最大时等于ef杆的电阻,则知消耗的功率先增大后减小.故D正确.
故选:D.

点评 本题是电磁感应与电路的综合,关键抓住线框的总电阻先增大后减小,根据功率公式、欧姆定律等规律进行分析.

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