Question

14．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，導(dǎo)軌所在處有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．金屬棒MN橫跨導(dǎo)軌，在水平拉力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度由v變?yōu)?v時(shí)（除R外其余電阻不計(jì)，導(dǎo)軌光滑），那么（　�。�

• A． 作用在MN上的拉力應(yīng)增加為原來的4倍
• B． 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將增加為原來的2倍
• C． 感應(yīng)電流的功率將增加為原來的4倍
• D． 拉力的功率將增加為原來的2倍

Answer 1

分析 根據(jù)法拉第定律、歐姆定律推導(dǎo)出安培力的表達(dá)式，因金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件就得到了外力的表達(dá)式．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式E=BLv．感應(yīng)電流的表達(dá)式I=$\frac{E}{R}$．感應(yīng)電流的功率等于外力的功率．根據(jù)各個(gè)物理量的表達(dá)式進(jìn)行分析即可．

解答 解：A、B、金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv，E∝v，
感應(yīng)電流 I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，I∝v，則知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流均為原來的2倍．
金屬棒所受的安培力 F_安=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，因金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得，外力F=F_安=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，則知F∝v，外力應(yīng)增大到原來的2倍．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、D、根據(jù)功能關(guān)系可知，外力的功率等于感應(yīng)電流的功率 為P=I²R=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$，P∝v²，則外力的功率將增大為原來的4倍．故C正確，D錯(cuò)誤．
故選：BC．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路知識(shí)的綜合，掌握法拉第定律、歐姆定律、安培力和功能關(guān)系，并能正確應(yīng)用，難度不大．