题目内容

2.如图,两根平行光滑导电轨道竖直放置,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,金属杆ab接在两导轨间,在开关S断开时让金属杆自由下落,金属杆下落的过程中始终保持与导轨垂直并与之接触良好.设导轨足够长且电阻不计,闭合开关S并开始计时,金属杆ab的下落速度随时间变化的图象不可能是以下四个图中的(  )
A.B.C.D.

分析 开关S闭合前,ab自由下落,由运动学公式求出下落h时的速度,开关S闭合时,求出感应电动势和感应电流,求得安培力,再分析安培力与重力的关系,判断其运动情况.

解答 解:A、闭合开关时,若重力与安培力相等,则金属杆做匀速直线运动.故A可能.
BC、若安培力小于重力,则加速度的方向向下,金属杆做加速运动,在加速运动的过程中,速度增大,产生的感应电流增大,杆所受的安培力增大,则加速度减小,做加速度逐渐减小的加速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.故B不可能,C可能.
D、若安培力大于重力,则加速度的方向向上,做减速运动,减速运动的过程中,安培力减小,做加速度逐渐减小的减速运动,当重力与安培力相等时,做匀速直线运动.故D可能.
本题选不可能的,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.

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