Question

如圖所示，兩豎直放置的足夠長的平行光滑導軌與電阻R連接后處于垂直于導軌平面的勻強磁場中，金屬桿．ab與導軌接觸良好并可沿導軌滑動，金屬桿的電阻恒定，導軌的電阻忽略不計，最初開關S 斷開，讓ab桿由靜止開始下滑，經一段時間后閉合S．則從S閉合開始計時，金屬桿ab的速度v、加速度a、桿中的電流I、金屬桿所受安培力，隨時間t變化的關系圖象如下圖所示，其中不可能發生的是（　　）

A．

B．

C．

D．

Answer 1

分析：s閉合后，金屬桿在下滑過程中，受到重力和安培力作用，分析安培力與重力大小關系，根據安培力大小與速度大小成正比，分析金屬桿的加速度變化，確定金屬桿的運動情況．

解答：解：A、從S閉合開始計時，金屬桿受到豎直向下的重力和豎直向上的安培力作用，若重力等于安培力，金屬桿做勻速運動，速度不變，A是可能發生的．故A錯誤．
B、C、D若重力大于安培力，桿做加速運動，產生的電動勢：E=BLv，故速度增大時，電動勢就隨之增大；桿受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

隨速度的增大而增大；桿受到的合外力：ma=mg-F隨速度的增大而減小，所以桿做加速度減小的加速運動，直到加速度為0，開始做勻速運動．感應電流I=

BLv

R

，電流的變化與速度v的變化一致；
若重力小于安培力，桿做減速運動，桿受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

隨速度的減小而減小；桿受到的合外力：ma=F-mg，隨速度的減小而減小，所以桿做加速度減小的減速運動，直到加速度為0，開始做勻速運動．感應電流I=

BLv

R

，電流的變化與速度v的變化一致；故CD是可能的，B不可能．故B正確，CD錯誤．
故選：B

點評：本題是電磁感應的動態變化分析，分析方法可以和機車啟動的動態變化過程進行類比解答．屬于基礎題目．