Question

如圖所示，水平面內有一平行金屬導軌（足夠長），導軌光滑且電阻不計，阻值為R的導體棒垂直于導軌放置，且與導軌接觸良好．導軌所在空間存在勻強磁場，勻強磁場與導軌平面垂直，時，將開關S由1擲向2，分別用、、和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，則下圖所示的圖象中正確的是

Answer 1

D

試題分析：首先分析導體棒的運動情況：開關S由1擲到2，電容器放電后會在電路中產生電流．導體棒通有電流后會受到安培力的作用，會產生加速度而加速運動．導體棒切割磁感線，速度增大，感應電動勢增大，則電路中電流減小，安培力減小，加速度減小．因導軌光滑，所以在有電流通過棒的過程中，棒是一直加速運動（變加速）加速度逐漸減小，速度逐漸增大．當感應電動勢等于電容器的電壓時，電路中無電流，達到一種平衡時，導體棒做勻速運動,加速度為零，速度達到最大值，所以C錯誤D正確．當棒勻速運動后，棒因切割磁感線有電動勢，所以電容器兩端的電壓能穩定在某個不為0的數值，即電容器的電量應穩定在某個不為0的數值（不會減少到0）．這時電容器的電壓等于棒的電動勢數值，棒中無電流，故A，B錯誤。