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如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计,阻值为R的导体棒垂直于导轨放置,且与导轨接触良好.导轨所在空间存在匀强磁场,匀强磁场与导轨平面垂直.t=0时,将开关S由1掷向2,分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小,则下列的图象中正确的是
A. B.
C. D.
【回答】
D
【解析】首先分析导体棒的运动情况:开关S由1掷到2,电容器放电后会在电路中产生电流.导体棒通有电流后会受到安培力的作用,会产生加速度而加速运动.导体棒切割磁感线,速度增大,感应电动势增大,则电路中电流减小,安培力减小,加速度减小.因导轨光滑,所以在有电流通过棒的过程中,棒是一直加速运动(变加速)加速度逐渐减小,速度逐渐增大.当感应电动势等于电容器的电压时,电路中无电流,达到一种平衡时,导体棒做匀速运动,加速度为零,速度达到最大值,所以C错误D正确.当棒匀速运动后,棒因切割磁感线有电动势,所以电容器两端的电压能稳定在某个不为0的数值,即电容器的电量应稳定在某个不为0的数值(不会减少到0).这时电容器的电压等于棒的电动势数值,棒中无电流,故A,B错误.
考点:导体切割磁感线时的感应电流
知识点:电磁感应单元测试
题型:选择题
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