Question

18．光滑平行金屬導(dǎo)軌M、N水平放置，導(dǎo)軌上放置著一根與導(dǎo)軌垂直的導(dǎo)體棒PQ．導(dǎo)軌左端與由電容為C的電容器、單刀雙擲開(kāi)關(guān)和電動(dòng)勢(shì)為E的電源組成的電路相連接，如圖所示．在導(dǎo)軌所在的空間存在方向垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫出）．先將開(kāi)關(guān)接在位置a，使電容器充電并達(dá)到穩(wěn)定后，再將開(kāi)關(guān)撥到位置b．導(dǎo)體棒將會(huì)在磁場(chǎng)的作用下開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．則以下說(shuō)法中正確的是（　�。�

• A． 空間存在的磁場(chǎng)方向豎直向上
• B． 導(dǎo)體棒向右做勻加速運(yùn)動(dòng)
• C． 當(dāng)導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)的速度達(dá)到最大時(shí)，電容器的電荷量為零
• D． 導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量Q＜CE

Answer 1

分析 開(kāi)關(guān)接到b時(shí)，電容器將形成由P到Q的放電電流，根據(jù)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)方向，由左手定則可以判斷磁場(chǎng)方向；導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)時(shí)將形成與原電流相反的感應(yīng)電流，同時(shí)電容器兩端電壓降低，導(dǎo)體棒兩端電壓升高，當(dāng)二者相等時(shí)，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，把導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析清楚就能正確解答該題．

解答 解：A、電容器充電完畢后，開(kāi)關(guān)打在b處時(shí)，處于放電狀態(tài)，有流過(guò)導(dǎo)體棒從P到Q的電流，在安培力作用下導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則，此空間存在豎直向下的磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；
B、在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由于切割磁感線也將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)方向和電容器電壓相反，故電路中電流是變化的，當(dāng)導(dǎo)體棒的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電容器電壓相等時(shí)，導(dǎo)體棒勻速運(yùn)動(dòng)，故導(dǎo)體棒先做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后勻速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；
C、導(dǎo)體棒切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使得電容器兩個(gè)極板之間有電勢(shì)差，仍帶有一定的電荷量，故C錯(cuò)誤；
D、電容器的總帶電量為Q=CE，電容器在導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中仍帶有一定的電荷量，所以通過(guò)導(dǎo)體棒的電荷量Q＜CE，故D正確；
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 在判斷電容器放電量的時(shí)候，要注導(dǎo)體棒也在切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這是本題的易錯(cuò)點(diǎn)．