Question

【題目】如圖，MN和PQ是兩根互相平行、豎直放置的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻不計(jì)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直導(dǎo)軌平面向里。金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌始終良好接觸，金屬桿具有一定的質(zhì)量和電阻。開(kāi)始時(shí)，將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，讓金屬桿ab由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，再將開(kāi)關(guān)S閉合，從閉合開(kāi)關(guān)S開(kāi)始計(jì)時(shí)，取豎直向下為正方向，則金屬桿運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EK、加速度a、所受到的安培力，及電流表的示數(shù)，隨時(shí)間t變化的圖象可能是

A.B.C.D.

Answer 1

【答案】BC

【解析】

閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，金屬棒受到向下的重力以及向上的安培力，若重力與安培力相等，即

mg=BIL=

金屬桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)。速度不變，則動(dòng)能、安培力、感應(yīng)電流都不變，加速度為零。若安培力小于重力，則加速度的方向向下，做加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，安培力增大，則加速度減小，做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與安培力相等時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則a－t圖象是斜率逐漸減小的曲線，因?yàn)?/span>

所以Ek－t圖象是一條斜率減小的曲線。安培力為

F－t圖線先是一條斜率逐漸減小的曲線，之后恒定不變，因?yàn)?/span>

所以I－t圖象先是一條斜率逐漸減小的的曲線，當(dāng)金屬桿勻速時(shí)，電流恒定不變，但t=0時(shí)金屬桿有速度，所以t=0時(shí)電流不等于零。若安培力大于重力，則加速度的方向向上，做減速運(yùn)動(dòng)，減速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，安培力減小，做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)重力與安培力相等時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。安培力為

所以F－t圖象是斜率逐漸減小的曲線，當(dāng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，安培力不再減小，此時(shí)安培力等于重力，故AD錯(cuò)誤，BC正確。

故選BC。