题目内容

如图所示,在水平桌面上放置的足够长的平行金属导轨间串联了一个电容为C、充电后电荷量为Q0的电容器,两导轨间的距离为L;现将一质量为m的裸导体棒ab放在导轨上,方向与导轨垂直,整个装置处在竖直方向的匀强磁场中,磁感应强度为B;当闭合开关S后,导体棒ab将向右运动.若导体棒与导轨接触良好,忽略一切摩擦,则关于磁场方向以及闭合开关S后发生的现象,下列说法正确的是(  )
分析:开关闭合后,电容器将形成由a到b的放电电流,根据导体棒运动方向,由左手定则可以判断磁场方向;
导体棒运动时将形成与原电流相反的感应电动势,同时电容器两端电压降低,导体棒两端电压升高,当二者相等时,导体棒匀速运动,把导体棒的运动过程分析清楚就能正确解答该题.
解答:解:A、开关闭合后,电容器将形成由a到b的放电电流,导体棒ab向右运动,所受的安培力方向向右.根据左手定则判断可知磁场方向竖直向下,故A错误.
BCD、在导体棒向右运动的过程中,由于切割磁感线也将产生电动势,该电动势方向和电容器电压相反,故电路中电流是变化的,当导体棒的感应电动势和电容器电压相等时,电路中电流为零,导体棒ab不再受安培力作用,而做匀速运动,故导体棒ab先做加速度逐渐减小的加速运动,最后匀速运动.
由于最终导体棒做匀速运动,电容器的电压等于此时棒产生的感应电动势,所以电容器的电荷量先逐渐减少,后不变,但不为零.故B、C错误,D正确.
故选:D.
点评:在判断电容器放电量的时候,要注导体棒也在切割磁感线产生感应电动势,这是本题的易错点.
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