Question

（2013·北京順義二模，20題）如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計。勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直。阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸良好。t=0時，將開關(guān)S由1擲到2。若分別用U、F、q和v表示電容器兩端的電壓、導(dǎo)體棒所受的安培力、通過導(dǎo)體棒的電荷量和導(dǎo)體棒的速度。則下列圖象表示這些物理量隨時間變化的關(guān)系中可能正確的是

Answer 1

【答案】C

【解析】開關(guān)S由1擲到2，電容器放電后會在電路中產(chǎn)生電流．導(dǎo)體棒通有電流后會受到安培力的作用，會產(chǎn)生加速度而加速運動．導(dǎo)體棒切割磁感線，速度增大，感應(yīng)電動勢增大，則電流減小，安培力減小，加速度減�。�因?qū)к壒饣�，所以在有電流通過棒的過程中，棒是一直加速運動（變加速）．由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的，那么棒受到的安培力也是按指數(shù)遞減的，由牛頓第二定律知，它的加速度是按指數(shù)遞減的．由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力而運動，而導(dǎo)體棒運動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢會給電容器充電．當(dāng)充電和放電達(dá)到一種平衡時，導(dǎo)體棒做勻速運動．當(dāng)棒勻速運動后，棒因切割磁感線有電動勢，所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值，即電容器的電量應(yīng)穩(wěn)定在某個不為0的數(shù)值（不會減少到0）．這時電容器的電壓等于棒的電動勢數(shù)值，棒中無電流．故本題應(yīng)選C．