Question

【題目】如圖所示，光滑固定金屬導(dǎo)軌與水平面成一定角度θ，將完全相同的兩個(gè)導(dǎo)體棒P、Q相繼從導(dǎo)軌頂部同一位置M處無(wú)初速釋放，在導(dǎo)軌中某部分（圖中兩虛線之間）有一與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。已知P棒進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則從P棒進(jìn)入磁場(chǎng)開(kāi)始計(jì)時(shí)，到Q棒離開(kāi)磁場(chǎng)（設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，除P、Q桿外其余電阻不計(jì)），P棒兩端電壓隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】AC

【解析】因?qū)�體棒P、Q完全相同,又是從導(dǎo)軌頂部同一位置M處無(wú)初速釋放,所以P、Q在進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小是相等的,當(dāng)P進(jìn)入磁場(chǎng),而Q還沒(méi)有進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,P做勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)為E,由閉合電路的歐姆定律可得P兩端的電壓為E/2，且保持不變。

當(dāng)Q進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，分為兩種情況來(lái)分析：

Ⅰ、當(dāng)Q進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),P已經(jīng)出了磁場(chǎng),所以在PQ都不在磁場(chǎng)中時(shí),P的兩端的電壓為零,當(dāng)Q進(jìn)入磁場(chǎng)后,產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也為E,此時(shí)P的兩端的電壓仍為E/2，當(dāng)Q離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，電壓為零，選項(xiàng)A是有可能的。

Ⅱ、當(dāng)Q進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí),P還沒(méi)有出磁場(chǎng),此時(shí)PQ會(huì)以相同的速度開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),回路中沒(méi)有電流,所以P兩端的電壓等于P產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì),因PQ都在做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所以電壓是從E均勻增加的,當(dāng)P到達(dá)磁場(chǎng)的邊緣時(shí),設(shè)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E′,P離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),只有Q在切割磁感線,此時(shí)P兩端的電壓為Q產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的一半,即為E′/2，此后Q將做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，P兩端的電壓也就逐漸減小，且隨Q的加速度的減小，電壓減小的幅度也越來(lái)越小，所以選項(xiàng)C是有可能的，BD不可能。

故選：AC。