Question

如图所示，在U形金属架上串入一电容器，金属棒ab在金属架上无摩擦地以速度v向右运动一段距离后突然断开开关，并使ab停在金属架上，停止后，ab不再受外力作用．现合上开关，则金属棒的运动情况是（　　）

• A、向右做初速度为零的匀加速运动
• B、在某位置附近来回振动
• C、向右做初速度为零的加速运动，后又改做减速运动
• D、向右做变加速运动，后改做匀速运动

Answer 1

分析：金属棒停止后，撤去外力作用，电容器通过金属棒放电，形成放电电流，棒在安培力作用下向右运动，切割磁感线产生感应电动势，回路中电流减小，棒所受的安培力减小，即可判断其加速度减小，当棒产生的感应电动势等于电容器的电压时，回路中电流为零，棒将做匀速运动．

解答：解：金属棒原来在外力作用下向右运动时，产生感应电动势，电容器充电，由右手定则判断可知，上板带正电．
当金属棒停止后，撤去外力作用后，电容器通过金属棒放电，形成放电电流，通过棒的电流从a→b，棒受到向右的安培力，在安培力作用下棒向右加速运动，切割磁感线产生感应电动势，是一个反感应电动势，回路中电流将减小，棒所受的安培力减小，棒的加速度减小，所以此过程棒向右做加速度减小的加速运动．
当棒产生的感应电动势等于电容器的电压时，回路中电流为零，棒不再受安培力而做匀速运动．所以金属棒向右先做加速度变小的加速运动，后又做匀速运动，故D正确，ABC错误．
故选：D．

点评：本题是电容器通过棒放电过程中，电容器相当于电源，棒相当于电动机，产生反电动势，关键要根据牛顿第二定律分析棒的受力情况，来判断其运动情况．