Question

矩形线框PQMN固定在一绝缘斜面上，PQ长为L，PN长为4L，其中长边由单位长度电阻为r₀的均匀金属条制成，短边MN电阻忽略不计，两个短边上分别连接理想电压表和理想电流表。磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向上，一与长边材料、粗细完全相同的金属杆与线框接触良好，在沿导轨向上的外力作用下，以速度v从线框底端匀速滑到顶端。已知斜面倾角为θ，不计一切摩擦。则下列说法中正确的是（　　）

A.金属杆上滑过程中电流表的示数先变大后变小

B.作用于金属杆的外力一直变大

C.金属杆运动到长边正中间时，电压表示数为

D.当金属杆向上运动到距线框底端3.5L的位置时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率最大

Answer

BD

【解析】

A．金属杆相当于电源，金属杆上滑过程中，外电路的总电阻一直减小，则总电流即电流表的示数一直变大。故A错误；

B．金属杆匀速运动，作用于金属杆的外力

由于总电流一直变大，所以作用于金属杆的外力一直变大，故B正确；

C．由电磁感应定律，金属杆运动时产生的感应电动势为

金属杆到达轨道正中间时，所组成回路的总电阻为

由闭合电路欧姆定律，回路电流为

电压表测的是路端电压，所以电压表示数为

故C错误；

D．设金属杆向上运动x距离时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率即电源的输出功率最大。电源电动势一定，内外电阻相等时电源输出功率最大

解得

故D正确。

故选BD。