题目内容
(2010?山西模拟)如图所示,两条足够长的平行金属导轨水平放置,导轨的一端接有电阻和开关,导轨光滑且电阻不计,匀强磁场的方向与导轨平面垂直,金属杆ab置于导轨上.当开关S断开时,在杆ab上作用一水平向右的恒力F使杆ab向右运动进入磁场.经过一段时间后,闭合开关并开始计时,金属杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好.关于金属杆ab的v-t图象可能是的( )
分析:开关闭合后,恒力可能等于安培力,可能小于安培力,也可能大于安培力,根据受力情况,分析金属杆的运动情况,再分析加速度的变化,确定金属杆的运动情况.
解答:解:A、从S闭合开始计时,在水平方向上金属杆受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用,若安培力与恒力大小相等,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故A正确.
B、D从S闭合开始计时,金属杆受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用,若安培力小于恒力,则金属杆将做加速直线运动,随着速度的增大,感应电动势和感应电流增大,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,当安培力与恒力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故B正确,D错误.
C、从S闭合开始计时,金属杆受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用,若安培力大于恒力,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C正确.
故选:ABC
B、D从S闭合开始计时,金属杆受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用,若安培力小于恒力,则金属杆将做加速直线运动,随着速度的增大,感应电动势和感应电流增大,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,当安培力与恒力大小相等时,则金属杆将做匀速直线运动,速度保持不变.故B正确,D错误.
C、从S闭合开始计时,金属杆受到水平向右的恒力F和水平向左的安培力作用,若安培力大于恒力,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C正确.
故选:ABC
点评:本题是电磁感应与力学知识的综合问题,关键要根据恒力与安培力的大小关系,判断金属杆的运动情况,进而分析各量与时间的关系.
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