Question

14．光滑行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌上放置著一根與導(dǎo)軌垂直、長為L的導(dǎo)體棒PQ．導(dǎo)軌左端與由電容成的電路相連接，裝置俯視如圖所示．導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面膽E磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場．現(xiàn)給導(dǎo)體棒PQ一初速度v₀使導(dǎo)體棒向右這動，當電路隱定后，導(dǎo)體棒U右做勻速運動．設(shè)導(dǎo)軌足夠長導(dǎo)線及導(dǎo)體棒的電不計，則以下說正確的是（　　）

• A． v＜v₀
• B． 導(dǎo)體棒以初速度v₀開始做勻減速運動，最后以速度v做勻速運動
• C． 當電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量為零
• D． 當電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量為CBLv

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，給電容器充電，導(dǎo)體棒做減速運動，當電容器兩板電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動勢相等時電容器充電結(jié)束，導(dǎo)體棒做勻速直線運動，據(jù)此分析答題．

解答 解：A、導(dǎo)體棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電容器充電，電路有充電電流，由右手定則與左手定則可知，導(dǎo)體棒受到向左的安培力，導(dǎo)體棒做減速運動，當電容器充電完畢后導(dǎo)體棒做勻速運動，由此可知，導(dǎo)體棒勻速運動的速度小于其初速度，故A正確；
B、開始導(dǎo)體棒向右做減速運動，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢逐漸減小，電路充電電流I減小，導(dǎo)體棒受到的安培力：BIL減小，導(dǎo)體棒的加速度：$\frac{BIL}{m}$減小，導(dǎo)體棒向右做加速度減小的減速直線運動，最后做勻速直線運動，故B錯誤；
C、當電容器兩極板間電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等時導(dǎo)體棒做勻速直線運動，電路達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時電容器兩極板所帶電荷量不為零，故C錯誤；
D、導(dǎo)體棒勻速運動時電路達到穩(wěn)定，此時電容器兩極板間電壓：U=E=BLv，電容器所帶電荷量：Q=CU=CBLv，故D正確；
故選：AD．

點評 當電容器兩極板間電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等時導(dǎo)體棒做運動直線運動，電路到達穩(wěn)定狀態(tài)，分析清楚導(dǎo)體棒的運動過程是解題的前提與關(guān)鍵．