Question

圖甲中的三個(gè)裝置均在水平面內(nèi)且處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，足夠長的光滑導(dǎo)軌固定不動(dòng)，圖2中電容器不帶電．現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab以水平初速度v向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒ab在運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直，且接觸良好．某同學(xué)定性畫出了導(dǎo)體棒ab的v-t圖象，如圖乙所示．則他畫出的是（ ）

A．圖1中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象
B．圖2中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象
C．圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象
D．圖2和圖3中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象

Answer 1

【答案】分析：圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒將做減速運(yùn)動(dòng)；
圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電，分析電路中電流的變化，即可判斷ab棒所受的安培力，確定ab棒的運(yùn)動(dòng)情況．
圖丙中，分析導(dǎo)體棒受到的安培力情況，判斷ab棒的運(yùn)動(dòng)情況．
解答：解：圖甲中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過電阻R轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，ab棒速度減小，當(dāng)ab棒的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時(shí)，ab棒靜止，最終速度變?yōu)榱悖?br />圖乙中，導(dǎo)體棒向右運(yùn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流而使電容器充電，當(dāng)電容器C極板間電壓與導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒不受安培力，向右做勻速運(yùn)動(dòng)；
圖丙中，導(dǎo)體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)導(dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與電源的電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，電路中沒有電流，ab棒向左做勻速運(yùn)動(dòng)，即導(dǎo)體棒先做減速運(yùn)動(dòng)，速度減為零后，反向做加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)；
由以上分析可知，圖乙所示圖象是圖2中導(dǎo)體棒ab的v-t圖象，故B正確；
故選B．
點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)電磁感應(yīng)現(xiàn)象動(dòng)態(tài)變化分析的問題，分析安培力的變化是關(guān)鍵，根據(jù)合力和速度方向的關(guān)系判斷導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況．