Question

【题目】如图所示，光滑固定金属导轨与水平面成一定角度θ，将完全相同的两个导体棒P、Q相继从导轨顶部同一位置M处无初速释放，在导轨中某部分（图中两虚线之间）有一与导轨平面垂直的匀强磁场。已知P棒进入磁场时恰好做匀速运动，则从P棒进入磁场开始计时，到Q棒离开磁场（设导轨足够长，除P、Q杆外其余电阻不计），P棒两端电压随时间变化的图像可能正确的是

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】AC

【解析】因导体棒P、Q完全相同,又是从导轨顶部同一位置M处无初速释放,所以P、Q在进入磁场时的速度大小是相等的,当P进入磁场,而Q还没有进入磁场的过程中,P做匀速直线运动,设此时的电动势为E,由闭合电路的欧姆定律可得P两端的电压为E/2，且保持不变。

当Q进入磁场时，分为两种情况来分析：

Ⅰ、当Q进入磁场时,P已经出了磁场,所以在PQ都不在磁场中时,P的两端的电压为零,当Q进入磁场后,产生的电动势也为E,此时P的两端的电压仍为E/2，当Q离开磁场时，电压为零，选项A是有可能的。

Ⅱ、当Q进入磁场时,P还没有出磁场,此时PQ会以相同的速度开始做匀加速直线运动,回路中没有电流,所以P两端的电压等于P产生的电动势,因PQ都在做匀加速直线运动,所以电压是从E均匀增加的,当P到达磁场的边缘时,设产生的电动势为E′,P离开磁场时,只有Q在切割磁感线,此时P两端的电压为Q产生的电动势的一半,即为E′/2，此后Q将做加速度减小的减速运动，P两端的电压也就逐渐减小，且随Q的加速度的减小，电压减小的幅度也越来越小，所以选项C是有可能的，BD不可能。

故选：AC。