Question

如圖所示，光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ所在的平面與水平面成θ角，M、P兩端拉一阻值為R的定值電阻，阻值為r的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，其他部分電阻不計．整個裝置處在磁場應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上．t=0時對棒施加一平行導(dǎo)軌的外力F，棒由靜止開始沿導(dǎo)軌向上運動，通過金屬棒ab的電流隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示．則金屬棒ab在運動過程中（ ）
A．穿過回路abPMa的磁通量Φ的瞬時變化率隨時間均勻增加
B．拉力F的瞬時功率隨時間均勻增加
C．拉力F做的功等于金屬桿ab增加的勢能以及abPMa回路產(chǎn)生焦耳熱之和
D．拉力F做的功減去金屬桿ab克服安培力做的功大于金屬桿ab增加的功能、勢能之和

Answer 1

【答案】分析：穿過回路abPMa的磁通量Φ的瞬時變化率等于回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，根據(jù)歐姆定律，得到感應(yīng)電動勢與電流的關(guān)系，再由圖象得出感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系．根據(jù)功能關(guān)系研究功率、功率與其他量的關(guān)系．
解答：解：A、由法拉第電磁感應(yīng)定律，=E 而由閉合電路歐姆定律，得E=I（R+r），由圖I=kt，中是比例系數(shù)，得到E=k（R+r）t，則磁通量Φ的瞬時變化率隨時間均勻增加，故A正確．
    B、根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-mgsinθ-=ma，則拉力的瞬時功率P=（mgsinθ++ma）v，而由I=得，速度v=k′t，k′是比例系數(shù)．得到P=（mgsinθ++ma）k′t
根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，拉力F的瞬時功率隨時間不是均勻增加．故B錯誤．
    C、根據(jù)功能關(guān)系，拉力F做的功等于金屬桿ab增加的勢能、增加的動能以及abPMa回路產(chǎn)生焦耳熱之和．故C錯誤．
    D、金屬桿ab克服安培力做的功等于abPMa回路產(chǎn)生焦耳熱，則拉力F做的功減去金屬桿ab克服安培力做的功等于金屬桿ab增加的動能、增加的勢能之和．故D錯誤．
故選A
點評：本題難點在于根據(jù)研究感應(yīng)電流、拉力的瞬時功率與時間的關(guān)系，考查綜合運用電磁感應(yīng)知識和牛頓定律的能力和數(shù)學(xué)解題能力．