Question

【題目】如圖，在豎直向下的勻強磁場中有兩根豎直放置的平行粗糙導軌CD、EF，導軌上放有一金屬棒MN。現從t=0時刻起，給棒通以圖示方向的電流且電流強度與時間成正比，即I=kt，其中k為常量，金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好。下列關于棒的摩擦力f、安培力F、速度v、加速度a隨時間t變化的關系圖象，可能正確的是 （ ）

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】BD

【解析】解:CD、當從t=0時刻起,金屬棒通以I=kt,則由左手定則可以知道,安培力方向垂直紙面向里,使其緊壓導軌,則導致棒在運動過程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在減小,因為速度與加速度方向相同,則做加速度減小的加速運動;
當滑動摩擦力等于重力時,加速度為零,則速度達到最大;
當安培力繼續增大時,導致加速度方向豎直向上,則出現加速度與速度方向相反,因此做加速度增大的減速運動;
而速度與時間的圖象的斜率表示加速度的大小,因為 ,由牛頓第二定律得:,因此,而重力小于摩擦力時,加速度方向向上,故C錯誤,D正確;
B、安培力,所以B選項是正確的;
A、開始時是滑動摩擦力, ,變為靜摩擦力后,,
但摩擦力是突然變小的,應該是速度最大的時刻滑動摩擦力與重力平衡,故A錯誤;
所以BD選項是正確的