Question

如图所示，两竖直放置的足够长的平行光滑导轨与电阻R连接后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，金属杆的电阻恒定，导轨的电阻忽略不计，最初开关S 断开，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，金属杆ab的速度v、加速度a、杆中的电流I、金属杆所受安培力，随时间t变化的关系图象如下图所示，其中不可能发生的是（　　）

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，若重力等于安培力，金属杆做匀速运动，速度不变，A是可能发生的．故A错误．
B、C、D若重力大于安培力，杆做加速运动，产生的电动势：E=BLv，故速度增大时，电动势就随之增大；杆受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

随速度的增大而增大；杆受到的合外力：ma=mg-F随速度的增大而减小，所以杆做加速度减小的加速运动，直到加速度为0，开始做匀速运动．感应电流I=

BLv

R

，电流的变化与速度v的变化一致；
若重力小于安培力，杆做减速运动，杆受到的安培力：F=BIL=

B2L2v

R

随速度的减小而减小；杆受到的合外力：ma=F-mg，随速度的减小而减小，所以杆做加速度减小的减速运动，直到加速度为0，开始做匀速运动．感应电流I=

BLv

R

，电流的变化与速度v的变化一致；故CD是可能的，B不可能．故B正确，CD错误．
故选：B

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．属于基础题目．