Question

如圖所示，兩豎直放置的足夠長(zhǎng)的平行光滑導(dǎo)軌與電阻R連接后處于垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬桿．a(chǎn)b與導(dǎo)軌接觸良好并可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，金屬桿的電阻恒定，導(dǎo)軌的電阻忽略不計(jì)，最初開關(guān)S 斷開，讓ab桿由靜止開始下滑，經(jīng)一段時(shí)間后閉合S．則從S閉合開始計(jì)時(shí)，金屬桿ab的速度v、加速度a、桿中的電流I、金屬桿所受安培力，隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如下圖所示，其中不可能發(fā)生的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：s閉合后，金屬桿在下滑過程中，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、從S閉合開始計(jì)時(shí)，金屬桿受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用，若重力等于安培力，金屬桿做勻速運(yùn)動(dòng)，速度不變，A是可能發(fā)生的．故A錯(cuò)誤．
B、C、D若重力大于安培力，桿做加速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)：E=BLv，故速度增大時(shí)，電動(dòng)勢(shì)就隨之增大；桿受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

隨速度的增大而增大；桿受到的合外力：ma=mg-F隨速度的增大而減小，所以桿做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到加速度為0，開始做勻速運(yùn)動(dòng)．感應(yīng)電流I=

BLv

R

，電流的變化與速度v的變化一致；
若重力小于安培力，桿做減速運(yùn)動(dòng)，桿受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

隨速度的減小而減小；桿受到的合外力：ma=F-mg，隨速度的減小而減小，所以桿做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，直到加速度為0，開始做勻速運(yùn)動(dòng)．感應(yīng)電流I=

BLv

R

，電流的變化與速度v的變化一致；故CD是可能的，B不可能．故B正確，CD錯(cuò)誤．
故選：B

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)變化過程進(jìn)行類比解答．屬于基礎(chǔ)題目．