题目内容
如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨处于垂直于导轨平面的匀强磁场中,金属杆ab与导轨接触良好并可沿导轨滑动,最初S断开.现让ab杆由静止开始下滑,经一段时间后闭合S,则从S闭合开始计时,ab杆的速度v随时间t的关系图可能是1-10-6图中的哪一个( )
分析:金属杆在下滑过程中,受到重力和安培力作用,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、从S闭合开始计时,金属杆受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用,若安培力与重力大小相等,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故A正确.
B、C从S闭合开始计时,金属杆受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用,若安培力小于重力,则金属杆将做加速直线运动,随着速度的增大,安培力也增大,则金属杆的加速度减小,v-t图象的斜率将减小,当安培力与重力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故B错误,C正确.
D、从S闭合开始计时,金属杆受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用,若安培力大于重力,则金属杆将做减速直线运动,随着速度的减小,安培力也减小,则金属杆的加速度减小,v-t图象的斜率将减小,当安培力与重力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故D正确.
故选ACD
B、C从S闭合开始计时,金属杆受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用,若安培力小于重力,则金属杆将做加速直线运动,随着速度的增大,安培力也增大,则金属杆的加速度减小,v-t图象的斜率将减小,当安培力与重力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故B错误,C正确.
D、从S闭合开始计时,金属杆受到竖直向下的重力和竖直向上的安培力作用,若安培力大于重力,则金属杆将做减速直线运动,随着速度的减小,安培力也减小,则金属杆的加速度减小,v-t图象的斜率将减小,当安培力与重力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故D正确.
故选ACD
点评:本题的分析方法可以和机车启动方式进行类比解答,只不过机车启动时阻力不变,而该题中阻力为安培力,是不断变化的.
练习册系列答案
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如图所示,两竖直放置的平行光滑导轨相距0.2m,其电阻不计,处于水平向里的匀强磁场中,匀强磁场的磁感应强度为0.5T.导体棒ab与cd的电阻均为0.1Ω,质量均为0.01kg 现用竖直向上的力拉ab棒,使之匀速向上运动,此时cd棒恰好静止.已知棒与导轨始终接触良好,导轨足够长,g取1Om/s2,则( )
A、ab棒向上运动的速度为2m/s | B、ab棒受到的拉力大小为0.2N | C、在2s时间内,拉力做功为0.4J | D、在2s时间内,ab棒上产生的焦耳热为O.4J |