Question

4．如圖所示，兩根光滑的平行金屬導(dǎo)軌豎直放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)和導(dǎo)軌平面垂直，金屬桿ab與導(dǎo)軌接觸良好可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，開(kāi)始時(shí)電鍵S斷開(kāi)，當(dāng)ab桿由靜止下滑一段時(shí)間后閉合S，則從S閉合開(kāi)始計(jì)時(shí)，ab桿的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 s閉合后，金屬桿在下滑過(guò)程中，受到重力和安培力作用，分析安培力與重力大小關(guān)系，根據(jù)安培力大小與速度大小成正比，分析金屬桿的加速度變化，確定金屬桿的運(yùn)動(dòng)情況．

解答 解：A、當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)S時(shí)，滿足mg=$\frac{B^{2}L^{2}v}{R}$時(shí)，金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)，故A正確．
B、當(dāng)速度大小變化時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也會(huì)變化，感應(yīng)電流也變化，安培力大小也變化，所以金屬桿的加速度也在變化，所以不可能做勻加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤．
C、開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，如果mg＞$\frac{B^{2}L^{2}v}{R}$時(shí)，金屬桿繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，安培力增大，根據(jù)牛頓第二定律可知，mg-$\frac{B^{2}L^{2}v}{R}$=ma，故加速度減小最后勻速，加速度過(guò)程的斜率應(yīng)減小，故C不可能成立；故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)時(shí)，如果mg＜$\frac{B^{2}L^{2}v}{R}$時(shí)，金屬桿做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，安培力減小，由$\frac{B^{2}L^{2}v}{R}$-mg=ma'可知，加速度應(yīng)減小，故減速過(guò)程中圖象斜率減小，故D圖符合題意，故D正確
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題是電磁感應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化分析，分析方法可以和機(jī)車啟動(dòng)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行類比解答．要注意全面分析，明確所有的可能性才能準(zhǔn)確作答．