精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)，阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置，且與導(dǎo)軌接觸良好．導(dǎo)軌所在空間存在勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直，t=0時(shí)，將開關(guān)S由1擲向2，分別用q、i、v和a表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度大小和加速度大小，則圖所示的圖象中正確的是（　　）
A、精英家教網(wǎng)B、精英家教網(wǎng)C、精英家教網(wǎng)D、精英家教網(wǎng)
分析：將開關(guān)S由1擲向2后，電容器放電后會(huì)在電路中產(chǎn)生電流．導(dǎo)體棒通有電流后會(huì)受到安培力的作用，會(huì)產(chǎn)生加速度而加速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒切割磁感線，速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，由于感應(yīng)電動(dòng)勢將電容器的電壓抵消一些，回路中電流將減小，安培力減小，加速度減小，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器的電壓時(shí)，電路中無電流，達(dá)到一種平衡時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)．通過分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況來求解．
解答：解：首先分析導(dǎo)體棒的運(yùn)動(dòng)情況：開關(guān)S由1擲到2，電容器放電，在電路中產(chǎn)生放電電流．導(dǎo)體棒通有電流后會(huì)受到向右的安培力作用，向右加速運(yùn)動(dòng)．導(dǎo)體棒將切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，此感應(yīng)電動(dòng)勢將電容器的電壓抵消一些，隨著速度增大，感應(yīng)電動(dòng)勢增大，則回路中的電流減小，導(dǎo)體棒所受的安培力減小，加速度減�。�?qū)к壒饣栽谟须娏魍ㄟ^棒的過程中，棒是一直加速運(yùn)動(dòng)（變加速）．當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器的電壓時(shí)，電路中無電流，導(dǎo)體棒不受安培力，做勻速運(yùn)動(dòng)．
A、當(dāng)棒勻速運(yùn)動(dòng)后，棒因切割磁感線有電動(dòng)勢，所以電容器兩端的電壓能穩(wěn)定在某個(gè)不為0的數(shù)值，則由Q=CU知，電容器的電量應(yīng)穩(wěn)定在某個(gè)不為0的數(shù)值，不會(huì)減少到0．這時(shí)電容器的電壓等于棒的電動(dòng)勢數(shù)值，棒中無電流，故A錯(cuò)誤．
B、由于通過棒的電流是按指數(shù)遞減的，最后電流減至零．故B錯(cuò)誤．
C、導(dǎo)體棒先做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng)．由于電容器放電產(chǎn)生電流使得導(dǎo)體棒受安培力運(yùn)動(dòng)，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)勢等于電容器的電壓時(shí)，電路中無電流，導(dǎo)體棒不受安培力時(shí)，導(dǎo)體棒做勻速運(yùn)動(dòng)．故v-t圖象是曲線后應(yīng)是直線．故C錯(cuò)誤．
D、根據(jù)上面分析可知，桿的加速度逐漸減小直到為零，故D正確．
故選：D
點(diǎn)評：本題關(guān)鍵分析電容器放電過程，以及導(dǎo)體棒的受力情況，來分析其運(yùn)動(dòng)情況．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?江蘇）如圖所示，水平面內(nèi)有一平行金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌光滑且電阻不計(jì)．勻強(qiáng)磁場與導(dǎo)軌平面垂直．阻值為R的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，且與導(dǎo)軌接觸．T=0時(shí)，將開關(guān)S由1擲到2．Q、i、v和a分別表示電容器所帶的電荷量、棒中的電流、棒的速度和加速度．下列圖象正確的是（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面內(nèi)有兩根足夠長的平行導(dǎo)軌L1、L2，其間距d=0.5m，左端接有容量C=2000μF的電容．質(zhì)量m=20g的導(dǎo)體棒可在導(dǎo)軌上無摩擦滑動(dòng)，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻不計(jì)．整個(gè)空間存在著垂直導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T．現(xiàn)用一沿導(dǎo)軌方向向右的恒力F1=0.44N作用于導(dǎo)體棒，使導(dǎo)體棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)t時(shí)間后到達(dá)B處，速度v=5m/s．此時(shí)，突然將拉力方向變?yōu)檠貙?dǎo)軌向左，大小變?yōu)镕2，又經(jīng)2t時(shí)間后導(dǎo)體棒返回到初始位置A處，整個(gè)過程電容器未被擊穿．求
（1）導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)到B處時(shí)，電容C上的電量；
（2）t的大�。�
（3）F2的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面內(nèi)有兩根互相平行且足夠長的光滑金屬軌道，它們間的距離L=0.20m，在兩軌道的左端之間接有一個(gè)R=0.10Ω的電阻．在虛線OOˊ（OOˊ垂直于軌道）右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T．一根質(zhì)量m=0.10kg的直金屬桿ab垂直于軌道放在兩根軌道上．某時(shí)刻桿ab以v0=2.0m/s且平行于軌道的初速度進(jìn)入磁場，同時(shí)在桿上施加一個(gè)水平拉力，使其以a=2.0m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．桿ab始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸．桿ab和軌道的電阻均可忽略．
（1）在金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng)的過程中，求桿中的感應(yīng)電流為最大值的
14
時(shí)，水平拉力的功率；
（2）從金屬桿ab進(jìn)入磁場至速度減為零的過程中，電阻R上發(fā)出的熱量Q=0.13J，求此過程中水平拉力做的功．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，水平面內(nèi)有兩根互相平行且足夠長的光滑金屬軌道，它們間的距離L=0.20m，在兩軌道的左端之間接有一個(gè)R=0.10Ω的電阻．在虛線OO′（OO′垂直于軌道）右側(cè)有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T．一根質(zhì)量m=0.10kg的直金屬桿ab垂直于軌道放在兩根軌道上．某時(shí)刻桿ab以v0=2.0m/s且平行于軌道的初速度進(jìn)入磁場，同時(shí)在桿上施加一個(gè)水平拉力，使其以a=2.0m/s2的加速度做勻減速直線運(yùn)動(dòng)．桿ab始終與軌道垂直且它們之間保持良好接觸．桿ab和軌道的電阻均可忽略．
（1）請你通過計(jì)算判斷，在金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng)的過程中，桿上所施加的水平拉力的方向；
（2）在金屬桿ab向右運(yùn)動(dòng)的過程中，求桿中的感應(yīng)電流為最大值的
14
時(shí)，水平拉力的大��；
（3）從金屬桿ab進(jìn)入磁場至速度減為零的過程中，電阻R上發(fā)出的熱量Q=0.13J，求此過程中水平拉力做的功．

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