题目内容

【题目】如图,水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨,两根相同的导体棒ABCD置于导轨上并与导轨垂直,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从t=0时开始,对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F,使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。导轨电阻不计,两棒均与导轨接触良好,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。下列关于CD棒的速度v、加速度a、安培力F和外力F随时间t变化的关系图线可能正确的是(  )

A.B.C.D.

【答案】BD

【解析】

A.因金属棒与导轨之间有摩擦力,可知开始时导体棒CD的速度为零,当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始运动,故A错误;

B.开始时,CD棒的速度为零,加速度为零;当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大,与AB的速度差逐渐变大,则回路中感应电流逐渐变大,导体棒所受的向右的安培力逐渐变大,加速度逐渐变大,当CD的加速度与AB加速度相等时,两棒的速度差保持不变,安培力保持不变,加速度保持不变,故B正确;

C.在开始CD棒不动时,安培力

即安培力随时间成正比关系增加;当CD开始运动后,导体棒所受的向右的安培力逐渐变大,但非线性增加,最后保持不变,故C错误;

D.对AB外力

开始时CD加速度为零,AB加速度为a=a0,则此时外力F随时间t线性增加;当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大,导体棒AB所受的向左的安培力逐渐变大,但非线性增加,最后保持不变,故D正确。

故选BD

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