题目内容

9.如图甲,水平放置的平行金属导轨可分别与定值电阻R和平行板电容器C连接,导体棒MN置于导轨上且接触良好.取向右为运动正方向,导体棒沿导轨运动的位移-时间图象如图乙所示,金属棒始终处于竖直向上的匀强磁场中,不计导轨和金属棒电阻,则0-t2时间内(  )
A.若S接A,电容器a极板始终带负电
B.若S接A,t1时刻电容器两极板电压最大
C.若S接B,MN所受安培力方向先向左后向右
D.若S接B,t1时刻MN所受安培力最大

分析 (1)在x-t图象中,图象的斜率表示物体运动的速度,据此判断0~t2时间内导体棒运动的方向;
(2)右手定则是判断感应电流方向的;其内容为:右手平展,大拇指与其余四指垂直,若磁感线垂直进入手心,大拇指指向导体运动方向,则四指所指方向为导体中感应电流的方向.
(3)左手定则:张开左手,使四指与大拇指在同一平面内,大拇指与四指垂直,把左手放入磁场中,让磁感线穿过手心,四指与电流方向相同,大拇指所指的方向是安培力的方向.

解答 解:
在x-t图象中,图象的斜率表示导体棒运动的速度,由图乙可知,0~t1时间内斜率是正值,t1~t2时间内斜率为负值,则说明0~t2时间内导体棒先向右移动后向左移动.
A.若S接A,导体棒通过金属导轨与平行板电容器C连接,0~t2时间内,导体棒先向右运动后向左运动,根据右手定则可知,感应电流的方向先顺时针后逆时针,可知电容器a极板开始带负电后带正电,故A错误;
B.若S接A,t1时刻导体瞬间静止,导体不切割磁感线,无感应电流产生,电容器两极板电压为零(即最小),故B错误;
C.若S接B,导体棒通过金属导轨与定值电阻R连接,0~t2时间内,导体棒先向右运动后向左运动,根据右手定则可知,电流的方向先顺时针后逆时针,由左手定则可知,MN所受安培力方向先向左后向右,故C正确;
D.若S接A,t1时刻瞬间静止,导体不切割磁感线,电路中无电流,MN所受安培力为零(即最小),故D错误.
故选C.

点评 本题考查了安培定则和左手定则的灵活应用,会根据图线的斜率判断导体棒运动的方向是关键.

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