Question

14．光滑行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌上放置著一根與導(dǎo)軌垂直、長(zhǎng)為L(zhǎng)的導(dǎo)體棒PQ．導(dǎo)軌左端與由電容成的電路相連接，裝置俯視如圖所示．導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面膽E磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．現(xiàn)給導(dǎo)體棒PQ一初速度v₀使導(dǎo)體棒向右這動(dòng)，當(dāng)電路隱定后，導(dǎo)體棒U右做勻速運(yùn)動(dòng)．設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)導(dǎo)線及導(dǎo)體棒的電不計(jì)，則以下說(shuō)正確的是（　　）

• A． v＜v₀
• B． 導(dǎo)體棒以初速度v₀開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)，最后以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)
• C． 當(dāng)電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量為零
• D． 當(dāng)電路穩(wěn)定后，電容器所帶電荷量為CBLv

Answer 1

分析 導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，給電容器充電，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電容器兩板電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)電容器充電結(jié)束，導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此分析答題．

解答 解：A、導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電容器充電，電路有充電電流，由右手定則與左手定則可知，導(dǎo)體棒受到向左的安培力，導(dǎo)體棒做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電容器充電完畢后導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)，由此可知，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)的速度小于其初速度，故A正確；
B、開(kāi)始導(dǎo)體棒向右做減速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，電路充電電流I減小，導(dǎo)體棒受到的安培力：BIL減小，導(dǎo)體棒的加速度：$\frac{BIL}{m}$減小，導(dǎo)體棒向右做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)電容器兩極板間電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)導(dǎo)體棒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)電容器兩極板所帶電荷量不為零，故C錯(cuò)誤；
D、導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)電路達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)電容器兩極板間電壓：U=E=BLv，電容器所帶電荷量：Q=CU=CBLv，故D正確；
故選：AD．

點(diǎn)評(píng) 當(dāng)電容器兩極板間電壓與導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)導(dǎo)體棒做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，電路到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，分析清楚導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是解題的前提與關(guān)鍵．