Question

下列三圖中除導體棒ab可動外，其余部分均固定不動，甲圖中的電容器C原來不帶電．設導體棒、導軌和直流電源的電阻均可忽略，導體棒和導軌間的摩擦也不計．圖中裝置均在水平面內，且都處于方向垂直水平面（即紙面）向下的勻強磁場中，導軌足夠長．今給導體棒ab一個向右的初速度v₀，在甲、乙、丙三種情形下導體棒ab的最終運動狀態是（　　）

A．三種情形下導體棒ab最終均做勻速運動?

B．三種情形下導體棒ab最終均靜止

C．乙、丙中，ab棒最終將做勻速運動；甲中，ab棒最終靜止

D．甲、丙中，ab棒最終將做勻速運動；乙中，ab棒最終靜止

Answer 1

分析：圖甲中，導體棒向右運動切割磁感線產生感應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棒的運動情況．
圖乙中，導體棒向右運動切割磁感線產生感應電流，通過電阻R轉化為內能，ab棒將做減速運動；圖丙中，分析導體棒受到的安培力情況，判斷ab棒的運動情況．

解答：解：圖甲中，導體棒向右運動切割磁感線產生感應電流而使電容器充電，當電容器C極板間電壓與導體棒產生的感應電動勢相等時，電路中沒有電流，ab棒不受安培力，向右做勻速運動；圖乙中，導體棒向右運動切割磁感線產生感應電流，通過電阻R轉化為內能，ab棒速度減小，當ab棒的動能全部轉化為內能時，ab棒靜止；
圖丙中，導體棒先受到向左的安培力作用向右做減速運動，速度減為零后再在安培力作用下向左做加速運動，當導體棒產生的感應電動勢與電源的電動勢相等時，電路中沒有電流，ab棒向左做勻速運動．故D正確．
故選D

點評：本題考查對電磁感應現象動態變化分析的問題，分析安培力的變化是關鍵，根據合力和速度方向的關系判斷導體棒的運動情況．