如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨一闪身垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触.T=0时,将形状S由1掷到2.Q、i、v和a

◎ 题目

如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨一闪身垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触.T=0时,将形状S由1掷到2.Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度.下列图象正确的是(  )
A.
魔方格
B.
魔方格
C.
魔方格
D.
魔方格
魔方格

◎ 答案

D

◎ 解析

试题分析:

开关S由1掷到2,电容器放电后会在电路中产生电流;导体棒通有电流后会受到安培力的作用,会产生加速度而加速运动;导体棒切割磁感线,速度增大,感应电动势E=Blv,即增大,则实际电流减小,安培力F=BIL,即减小,加速度a=F/m,即减小;因导轨光滑,所以在有电流通过棒的过程中,棒是一直加速运动(变加速)。由于通过棒的电流是按指数递减的,那么棒受到的安培力也是按指数递减的,由牛顿第二定律知,它的加速度是按指数递减的。由于电容器放电产生电流使得导体棒受安培力运动,而导体棒运动产生感应电动势会给电容器充电.当充电和放电达到一种平衡时,导体棒做匀速运动。当棒匀速运动后,棒因切割磁感线有电动势,所以电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值,即电容器的电量应稳定在某个不为0的数值(不会减少到0).这时电容器的电压等于棒的电动势数值,棒中无电流。

故选:D.

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计.匀强磁场与导轨一闪身垂直.阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触.T=0时,将形状S由1掷到2.Q、i、v和a…”主要考查了你对  【导体切割磁感线时的感应电动势】,【电磁感应现象中的磁变类问题】,【电磁感应现象中的切割类问题】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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