Question

如圖所示，水平光滑U形框架中串入一個(gè)電容器，橫跨在框架上的金屬棒ab在外力的作用下，以速度v向右運(yùn)動(dòng)一段距離突然停止運(yùn)動(dòng)。金屬棒停止后，不再受其他力作用，導(dǎo)軌足夠長，則以后金屬棒的運(yùn)動(dòng)情況是(    )

A.向右做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

B.向右先做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)

C.在某一位置附近振動(dòng)

D.向右先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)

Answer 1

D

解析:

金屬棒ab以速度v向右運(yùn)動(dòng)中切割電動(dòng)勢E＝BLv恒定，給電容器充電，由右手定則知上板充正電荷，下板充負(fù)電荷；金屬棒突然停止運(yùn)動(dòng)后，電容器開始放電，放電電流由a→b通過金屬棒，由左手定則知金屬棒受安培力向右，開始向右加速運(yùn)動(dòng)；由右手定則和公式E＝BLv知，切割電動(dòng)勢與電容器上下板間電壓相反，回路中總電動(dòng)勢減小，電流減小，由F＝BIL以及牛頓定律F＝ma得：隨著速度的增大，安培力逐漸減小，加速度逐漸減小，當(dāng)加速度等于零時(shí)，速度達(dá)到最大，以后桿做勻速運(yùn)動(dòng)，答案為D。