题目内容

(2013?湖北模拟)如图所示,由电阻不计的金属杆ab、cd构成的“V”字形对称光滑轨道,在轨道底部 由一小段光滑圆弧连接(其长度可忽略不计),bd间接有一定值电阻R,一根电阻不计 的导体棒在t=0时刻从ac端由静止开始下滑,整个装置处在方向竖直向上的匀强磁场 中.在导体棒第一次到达轨道右侧最高点的过程中,导体棒始终处于水平状态,现用v 表示导体棒速度的大小,则在下列四个v-t图象中,可能正确的是(  )
分析:由安培力公式求出导体棒受到的安培力,然后由牛顿第二定律求出导体棒的加速度,判断导体棒的运动状态,然后根据图象答题.
解答:解:导体棒从静止开始向下加速下滑,回路中产生感应电流,
导体棒受到沿导轨向上的安培力:F=BILcosθ=BL
BLvcosθ
R
cosθ=
B2L2v(cosθ)2
R
,导体棒加速下滑,
安培力增大,导体棒下滑时的加速度a=
mgsinθ-Fcosθ
m
减小,
则导体棒下滑时做加速度减小的加速运动,
则导体棒下滑的运动过程是:一直做加速度减小的加速运动,
或先做加速度减小的加速运动后做匀速运动到底端;
然后导体棒滑上右侧轨道,在右侧轨道上安培力与运动方向相反,
所以导体棒做减速运动,其加速度为a=
mgsinθ-Fcosθ
m

加速度减小,一直到速度减小到零,由图象可知CD正确.
故选:CD.θ
点评:分析清楚导体棒的运动过程,求出导体棒受到的安培力、应用牛顿第二定律即可正确解题.
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