Question

4．如圖所示，光滑水平面上放置一平行金屬導(dǎo)軌，其左端與平行板電容器C相連，一金屬棒垂直金屬導(dǎo)軌放置，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中．現(xiàn)對金屬棒施加一水平向右的恒力F作用，使金屬棒由靜止開始運動，不計導(dǎo)軌及金屬棒的電阻，則下面關(guān)于金屬棒運動的速度v、加速度a、電容器兩板間的電勢差U、極板所帶電量Q隨時間t變化關(guān)系圖象中，正確的是（　�。�

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 解答本題先分析金屬棒的運動情況：
金屬棒在向右運動的過程中，隨著速度增大，安培力增大，由牛頓第二定律分析加速度的變化，推導(dǎo)出各物理量隨時間的變化情況進行解答．

解答 解：A、根據(jù)動量定理可得Ft-BILt=m△v，所以a=$\frac{F-BIL}{m}$；
根據(jù)電流的定義式：I=$\frac{△q}{△t}=\frac{CU}{△t}$
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：U=BL△v
整理以上式子得：I=$\frac{CBL△v}{△t}$=CBLa
所以有：a=$\frac{F}{m+{B}^{2}{L}^{2}C}$為一定值，導(dǎo)體棒做勻加速直線運動，A錯誤；
B、根據(jù)v=at可知B正確；
C、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律：U=BL△v=BLat，C錯誤；
D、極板所帶電量Q隨時間t變化關(guān)系為：Q=CU=CBLat，D正確；
故選：BD．

點評 本題是導(dǎo)體在導(dǎo)軌上滑動的類型，類似于汽車的起動問題，抓住安培力大小與速度大小成正比，進行動態(tài)分析．