Question

如图，两根平行的光滑导轨竖直放置，处于垂直轨道平面的匀强磁场中，金属杆ab接在两导轨之间，在开关S断开时让ab自由下落，ab下落过程中始终保持与导轨接触良好，设导轨足够长，电阻不计．ab下落一段时间后开关闭合，从开关闭合开始计时，ab下滑速度v随时间变化的图象不可能是（　　）

• A、
• B、
• C、
• D、

Answer 1

分析：s闭合后，金属杆在下滑过程中，受到重力和向上的安培力作用，分析安培力与重力大小关系，根据安培力大小与速度大小成正比，分析金属杆的加速度变化，确定金属杆的运动情况．

解答：解：
A、闭合开关时，ab杆产生感应电流，受到向上的安培力．若重力与安培力相等，金属杆将做匀速直线运动，此图是可能的．故A错误．
B、D若安培力小于重力，合力向下，加速度的方向向下，做加速运动．加速运动的过程中，ab杆产生的感应电动势和感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，做加速度逐渐减小的加速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动．故B图象是可能的，D图不可能，故B错误，D正确．
C、若安培力大于重力，则加速度的方向向上，做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，做加速度逐渐减小的减速运动，当重力与安培力相等时，做匀速直线运动．此图是可能的，故C错误．
故选：D．

点评：本题是电磁感应的动态变化分析，分析方法可以和机车启动的动态变化过程进行类比解答，关键要抓住安培力与速度的关系进行分析．