Question

4．如圖甲所示，兩根電阻忽略不計的導(dǎo)軌平行放置，導(dǎo)軌左端接電阻R₁，右端接小燈泡L，導(dǎo)體棒AB垂直放置，電阻R₁、導(dǎo)體棒AB和小燈泡L的電阻均為R（不計燈泡電阻隨溫度的變化），虛線MN右側(cè)有垂直導(dǎo)軌的磁場，當導(dǎo)體棒AB和距MN左側(cè)某處勻速向右運動時開始計時，磁感應(yīng)強度隨時間變化如圖乙所示，若導(dǎo)體棒AB從開始運動到穿越磁場的過程中，燈泡的亮度始終不變，則導(dǎo)體棒AB在穿越磁場前后電阻R₁上消耗的功率之比是（　　）

• A． 1：1
• B． 1：2
• C． 1：3
• D． 1：4

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒AB從開始運動到穿越磁場的過程中，燈泡的亮度始終不變，說明棒進入磁場后磁感應(yīng)強度剛好開始不變，由電路的連接關(guān)系分析電阻R₁中的電流關(guān)系，即可求得功率之比．

解答 解：設(shè)燈泡中的電流為I．
棒進入磁場前，磁場的磁感應(yīng)強度均勻增大，MN右側(cè)回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢相當于電源，R₁與AB桿并聯(lián)，則通過R₁的電流為 I₁=$\frac{1}{2}$I．
據(jù)題知，導(dǎo)體棒AB從開始運動到穿越磁場的過程中，燈泡的亮度始終不變，說明棒進入磁場后磁感應(yīng)強度剛好開始不變，此過程中棒AB相當于電源，燈泡和R₁并聯(lián)，則通過R₁的電流為 I₂=I，由功率公式P=I²R知，導(dǎo)體棒AB在穿越磁場前后電阻R₁上消耗的功率之比是1：4．
故選：D．

點評 本題是電磁感應(yīng)與電路知識的綜合，關(guān)鍵要識別電路的結(jié)構(gòu)，把握路端電壓與感應(yīng)電動勢的關(guān)系，知道產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的電路相當于電源，其他電路是外電路．