Question

如圖所示，光滑的矩形金屬框架中串入一只電容器，金屬棒ab在外力作用下向右運(yùn)動，運(yùn)動一段距離后突然停止，金屬棒停止運(yùn)動后不再受該系統(tǒng)以外其他力的作用，框架足夠長，框架平面水平，則以后金屬棒運(yùn)動情況是（　　）

A．向右做初速為零的勻加速運(yùn)動

B．先向右勻加速運(yùn)動后勻速運(yùn)動

C．在某一位置附近振動

D．向右先做加速度變小的加速運(yùn)動，后又做勻速運(yùn)動

Answer 1

分析：金屬棒停止后，撤去外力作用，電容器通過金屬棒充電，形成放電電流，棒在安培力作用下向右運(yùn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，回路中電流減小，棒所受的安培力減小，即可判斷其加速度減小，當(dāng)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于電容器的電壓時，回路中電流為零，棒將做勻速運(yùn)動．

解答：解：金屬棒原來在外力作用下向右運(yùn)動時，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，電容器充電，由右手定則判斷可知，上板帶正電．
當(dāng)金屬棒停止后，撤去外力作用后，電容器通過金屬棒放電，形成放電電流，通過棒的電流從a→b，棒受到向右的安培力，在安培力作用下棒向右加速運(yùn)動，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，是一個反電動勢，回路中電流將減小，棒所受的安培力減小，棒的加速度減小，所以此過程棒向右做加速度減小的加速運(yùn)動．
當(dāng)棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢等于電容器的電壓時，回路中電流為零，棒不再受安培力而做勻速運(yùn)動．所以金屬棒向右先做加速度變小的加速運(yùn)動，后又做勻速運(yùn)動，故D正確，ABC錯誤．
故選D

點評：本題是電容器通過棒放電過程中，電容器相當(dāng)于電源，棒相當(dāng)于電動機(jī)，產(chǎn)生反電動勢，關(guān)鍵要根據(jù)牛頓第二定律分析棒的受力情況，來判斷其運(yùn)動情況．