Question

【題目】如圖所示，有五根完全相同的金屬桿，其中四根固連在一起構成正方形閉合框架，固定在絕緣水平桌面上，另一根金屬桿ab擱在其上且始終接觸良好．勻強磁場垂直穿過桌面，不計ab桿與框架的摩擦，當ab桿在外力F作用下勻速沿框架從最左端向最右端運動過程中（ ）

A.外力F是恒力
B.桌面對框架的水平作用力保持不變
C.ab桿的發熱功率先變小后變大
D.正方形框架產生的總熱量大于ab桿產生的總熱量

Answer 1

【答案】C
【解析】解：

A、ab向右勻速運動，產生的感應電動勢為E=BLv，是定值，ab可以看做電源，框架構成外電路，當ab運動到框架的中間位置時，外電路電阻最大，等于ab的電阻，因此在ab運動過程中，外電路總電阻R先增大后減小，由I= 可知，電路電流先減小后增大，ab受到的安培力為FB=BIL，可知安培力先減小后變大，ab勻速運動，由平衡條件得：F=FB，所以外力F先減小后增大，故A錯誤；

B、由A可知，電路電流先減小后增大，框架受到的安培力FB框=BIL，先減小后增大，由平衡條件可知，桌面對框架的水平作用力與所受的安培力大小相等，所以桌面對框架的水平作用力先變小后變大，故B錯誤；

C、通過ab的電流I先減小后增大，則ab桿的發熱功率P=I2Rab，先減小后變大，故C正確；

D、當ab在框架的中央時，內外電阻相等，除此之外，外電阻總是小于內電阻的，由U=IR可知，外電壓小于等于內電壓，由Q=W=UIt可知外電路產生的總熱量小于ab桿產生的總熱量，故D錯誤；

故選：C．

【考點精析】解答此題的關鍵在于理解電磁感應與力學的相關知識，掌握用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向；求回路中電流強度；分析研究導體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）；列動力學方程或平衡方程求解．