题目内容
如图,两水平放置的、足够长的光滑金属导轨(电阻忽略不计).导轨左端串联一个电容为C、带电荷量为Q的电容器.金属滑杆电阻为R,质量为m,初速度为零,匀强磁场区域足够大,磁感应强度为B,当闭合电键S后( )
A、电容器开始放电,最后电荷量为零 | B、流过金属杆的电流逐渐减少,最终为零 | C、滑杆先加速后减速运动,最终速度为零 | D、电容器贮存的电能最终全部转化为滑杆的动能和内能 |
分析:开始,电容器放电,导体棒中有向下的电流,在安培力的作用下向右运动,与此同时在棒的两端产生感应电动势,导体棒又相当于电源,当感应电动式的数值恰好等于电容器两板间电压时,电流消失,安培力消失,导体棒做匀速直线运动.
解答:解:A、开始,电容器放电,导体棒中有向下的电流,导体会受安培力作用而运动,进而产生感应电动势,阻碍电流增加,当金属产生的感应电动势与电容器的电压相等时,电路中电流为零,故电容器最终电压不为零,电荷量就不会变为零,故A错误.
B、由以上分析知,金属棒中电流开始最大,逐渐减小,最后为零,故B正确.
C、只要棒中有电流,导体棒速度就会增加,当电流为零时,棒的速度最大,之后匀速运动,故金属棒先变加速运动,后做匀速运动,故C错误.
D、由A分析知,电容器最终电荷量不为零,所以电容器贮存的电能最终没有全部转化为滑杆的动能和内能,故D错误.
故选:B.
B、由以上分析知,金属棒中电流开始最大,逐渐减小,最后为零,故B正确.
C、只要棒中有电流,导体棒速度就会增加,当电流为零时,棒的速度最大,之后匀速运动,故金属棒先变加速运动,后做匀速运动,故C错误.
D、由A分析知,电容器最终电荷量不为零,所以电容器贮存的电能最终没有全部转化为滑杆的动能和内能,故D错误.
故选:B.
点评:本题中金属棒产生反电动势,刚开始时电流最大,由于电磁感应产生的电动势与极板间电势差项抵触,故电流减小,最后为零.这个过程比较抽象,注意画图解决较好
练习册系列答案
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如图,一水平放置的平行板电容器充电后,一带电粒子以初速度v0水平飞入电场,落在下极板的P点.在下列情况下,此带电小球仍以v0从原处飞入,(不计重力)下列说法正确的是( )
A、若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子仍落在P点 | B、若在断开电源后将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点右侧 | C、若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点右侧 | D、若极板仍与电源相连,将上极板下移一些以减小两板间距离(下极板不动),带电粒子落在P点 |