Question

18．如圖所示，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌左邊接有電阻R，軌道所在處有豎直向下的勻強磁場，金屬棒ab橫跨導(dǎo)軌，它在外力的作用下向右勻速運動，速度為v．若將金屬棒的運動速度變?yōu)?v，（除R外，其余電阻不計，導(dǎo)軌光滑）則（　�。�

• A． 作用在ab上的外力應(yīng)增大到原來的4倍
• B． 感應(yīng)電動勢將增大為原來的4倍
• C． 感應(yīng)電流的功率將增大為原來的4倍
• D． 外力的功率將增大為原來的4倍

Answer 1

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

解答 解：A、金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢 E=BLv，E∝v，感應(yīng)電流 I=$\frac{E}{R}$=$\frac{BLv}{R}$，I∝v，則知感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流均為原來的2倍．
金屬棒所受的安培力 F_安=BIL=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{R}$，因金屬棒勻速運動，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AB錯誤．
C、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CD正確．
故選：CD．

點評 本題是電磁感應(yīng)與力學(xué)、電路知識的綜合，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．