Question

5．如圖所示，一根直導(dǎo)線截為兩段，一段從中間彎折成兩邊等長的“∧”型軌道MPN后豎直放置，另-段CD水平靠在軌道上構(gòu)成“A”型閉合電路．勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向里，現(xiàn)在拉力F的作用下，使CD從軌道最高點(diǎn)P沿軌道向下勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)軌道足夠長，CD始終與軌道接觸良好，則在CD向下運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中（　　）

• A． C端的電勢(shì)高于D端
• B． CD中的電流越來越大
• C． 拉力F的功率先變小后變大
• D． 拉力F做的功與CD的重力做功之和等于電路產(chǎn)生的焦耳熱．

Answer 1

分析 CD導(dǎo)線向下運(yùn)動(dòng)切割磁感線，右手定則判定感應(yīng)電流方向；分析有效電動(dòng)勢(shì)，和回路總電阻，結(jié)合閉合電路的歐姆定律分析電流；分析CD受力平衡，判定F的變化，可以拉力的瞬時(shí)功率；由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律判定電路產(chǎn)生的焦耳熱．

解答 解：A、CD導(dǎo)線向下運(yùn)動(dòng)切割磁感線，右手定則判斷CD中感應(yīng)電流向右，CD相當(dāng)于電源，所以D端電勢(shì)高于C端．A錯(cuò)誤．
B、如右圖紅色部分為閉合電路的電源，其有效長度L隨時(shí)間均勻增大；在CD下移的同時(shí)閉合回路的總長度（周長）l增大，根據(jù)三角形相似l∝L；根據(jù)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLV，閉合電路總電阻$R=ρ\frac{l}{S}$，總電流I=$\frac{E}{R}$，得I=$\frac{BLVS}{ρl}$；因?yàn)閘∝L，所以，CD中的電流保持不變．B錯(cuò)誤．
C、根據(jù)左手定則CD受向上的安培力，同時(shí)受重力、拉力，假設(shè)拉力方向向下，CD受力平衡：BIL=mg+F  F=BIL-mg；題中B、I保持不變，L較小時(shí)，F(xiàn)為負(fù)值（向上）逐漸減小，隨L增大，后反向，向下后增大；瞬時(shí)功率P=Fv，比較功率時(shí)只比較其大小，所以拉力F的功率先變小后變大．C正確．
D、根據(jù)能量守恒，拉力F做的功與CD的重力做功之和并未影響動(dòng)能的變化，只是克服安培力做功轉(zhuǎn)化為電能，在純電阻電路中電能全部轉(zhuǎn)化為焦耳熱．所以D正確．
故選：CD

點(diǎn)評(píng) 注意：在閉合電路中CD導(dǎo)線的一部分為電源，其有效長度在增加，周長也按正比關(guān)系增加；在拉力作用下運(yùn)動(dòng)并不意味拉力一定向下；功率的大小只比較絕對(duì)值．