题目内容
【题目】如图,在竖直向下的匀强磁场中有两根竖直放置的平行粗糙导轨CD、EF,导轨上放有一金属棒MN.现从t=0时刻起,给棒通以图示方向的电流且电流强度与时间成正比,即I=kt,其中k为常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好.下列关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象,可能正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
通过通电导线处于磁场中,受到安培力,由左手定则来确定安培力的方向,并得出安培力的大小,再根据牛顿第二定律来进行运动与力综合分析,从而即可求解.
AB.当从t=0时刻起,金属棒通以电流I=kt,则由左手定则可知,安培力方向垂直纸面向里,使其紧压导轨,则导致棒在运动过程中,所受到的摩擦力增大,所以加速度在减小,由于速度与加速度方向相同,则做加速度减小的加速运动。
当滑动摩擦力等于重力时,加速度为零,则速度达到最大,其动能也最大。
当安培力继续增大时,导致加速度方向竖直向上,则出现加速度与速度方向相反,因此做加速度增大的减速运动。故A错误,B正确;
CD.速度与时间的图象的斜率表示加速度的大小,由于加速度先向下减小,后向上增大,故C错误,D正确;
故选:BD
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